Efectes de la hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC)

Improving the processing properties of frozen dough has certain practical significance for realizing large-scale production of high-quality convenient steamed bread. En aquest estudi, es va aplicar un nou tipus de col·loide hidròfil (hidroxipropil metilcel·lulosa, Yang, MC) a la massa congelada. The effects of 0.5%, 1%, 2%) on the processing properties of frozen dough and the quality of steamed bread were evaluated to evaluate the improvement effect of HPMC. Influència en l'estructura i les propietats dels components (gluten de blat, midó de blat i llevat).

Wheat gluten is the material basis for the formation of dough network structure. Experiments found that the addition of I--IPMC reduced the breakage of Yd and disulfide bonds between wheat gluten proteins during frozen storage. A més, els resultats de la ressonància magnètica nuclear de baix camp i la exploració diferencial La transició de l’estat de l’aigua i els fenòmens de recristalització són limitats, i es redueix el contingut d’aigua congelable a la massa, suprimint així l’efecte del creixement de cristall de gel a la microstructura del gluten i la seva conformació espacial. Scanning electron microscope showed intuitively that the addition of HPMC could maintain the stability of gluten network structure.
El midó és la matèria seca més abundant de la massa i els canvis en la seva estructura afectaran directament les característiques de gelatinització i la qualitat del producte final. X. The results of X-ray diffraction and DSC showed that the relative crystallinity of starch increased and the gelatinization enthalpy increased after frozen storage. With the prolongation of frozen storage time, the swelling power of starch without HPMC addition decreased gradually, while the starch gelatinization characteristics (peak viscosity, minimum viscosity, final viscosity, decay value and retrogradation value) all increased significantly; During the storage time, compared with the control group, with the increase of HPMC addition, the changes of starch crystal structure and gelatinization properties gradually decreased.


Paraules clau: pa al vapor; massa congelada; hidroxipropil metilcel·lulosa; Gluten de blat; midó de blat; llevat.
Taula de continguts

1.1 Estat actual de la investigació a casa i a l'estranger …………………………………………………… l
1.1.1 Introducció a Mansuiqi ……………………………………………………………………………… 1
1.1.2 Estat de la investigació dels panets al vapor ……………………………………………． ． ………… 1
1.1.3 Introducció a la massa congelada ............................................................................................... 2
1.1.4 Problemes i reptes de la massa congelada ………………………………………………………… .3
1.1.5 Estat de la investigació de la massa congelada …………………………………. ............................................... 4
1.1.6 Aplicació d’hidrocol·loides en la millora de la qualitat de la massa congelada ……………… .5
1.1.7 Hidroxipropil metil cel·lulosa (hidroxipropil metil cel·lulosa, I-IPMC) ………. 5
112 Finalitat i importància de l'estudi ....................................................................................... 6
1.3 El contingut principal de l'estudi ...................................................................................................

2.1 Introducció ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 3
2.2 Materials i mètodes experimentals ……………………………………………………………………………………………………………………useueu 8
2.2.1 Materials experimentals ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………useueu 8

2.2.3 Mètodes experimentals …………………………………………………………………………………………………….
2.3 Resultats experimentals i discussió …………………………………………………………………． 11
2.3.1 Índex de components bàsics de la farina de blat ………………………………………………………….
2.3.2 L’efecte de l’addició de HPMC sobre les propietats farinoses de la massa ……………… .11
2.3.3 L’efecte de l’addició de HPMC sobre les propietats de la massa de la massa ……………………… 12
2.3.4 L’efecte de l’addició d’HPMC i el temps de congelació sobre les propietats reològiques de la massa …………………………. …………………………………………………………………………………………………………… .15


2.4 Capítol Resum …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….


3.2.1 Materials experimentals ……………………………………………………………………………………………………………………… 25


3.2.4 Experimental methods ......................................................................................................． 25
3. Resultats i discussió …………………………………………………………………………………………………………………………………… 29

3.3.2 The effect of adding amount of HPMC and freezing storage time on the freezable moisture content (CFW) and thermal stability……………………………………………………………………. 30
3.3.3 Effects of HPMC addition amount and freezing storage time on free sulfhydryl content (C vessel) …………………………………………………………………………………………………………. ． 34






4.1 Introducció ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 44
4.2 Materials i mètodes experimentals ................................................................................... 45
4.2.1 Materials experimentals …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4.2.2 Aparells experimentals ...........................................................................................................................
4.2.3 Mètode experimental ...............................................................................................................................
4.3 Anàlisi i discussió ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 48
4.3. 48
4.3.
4.3.3 Effects of HPMC addition and freezing storage time on the shear viscosity of starch paste………………………………………………………………………………………………………………………………………. 52


4.3.6 Effects of I-IPMC addition amount and frozen storage time on the thermodynamic properties of starch ………………………………………………………………………………………………………. ． 57

4.4 CAPÍTOL RESUM ........................................................................................................................... 6 1
Chapter 5 Effects of HPMC addition on yeast survival rate and fermentation activity under frozen storage conditions………………………………………………………………………………………………. ． 62
5.1Introduction ...................................................................................................................................． 62
5.2 Materials i mètodes ........................................................................................................... 62

5.2.2 Experimental methods . . . ． ． …………………………………………………………………………. 63
5.3 Resultats i discussió ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 64


5.3.3 The effect of adding amount of HPMC and freezing time on the content of glutathione in dough……………………………………………………………………………………………………………66. "
5.4 CAPÍTOL RESUM ........................................................................................................................... 67
Capítol 6 Conclusions i perspectives …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……… 68
6.1 Conclusion ................................................................................................................................. ． 68
6.2 Perspectives …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… “ 68

Figura 1.1 La fórmula estructural d’hidroxipropil metilcel·lulosa …………………………………. ． 6
Figure 2.1 The effect of HPMC addition on the rheological properties of frozen dough…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 15


Figure 2.4 The effect of HPMC addition and freezing time on the elasticity of steamed bread………………………………………………………………………………………………………………………………. ． 20
Figure 3.1 The effect of HPMC addition and freezing time on the rheological properties of wet gluten…………………………………………………………………………………………………………………………. 30
Figure 3.2 Effects of HPMC addition and freezing time on the thermodynamic properties of wheat gluten………………………………………………………………………………………………………………. ． 34
Figure 3.3 Effects of HPMC addition and freezing time on free sulfhydryl content of wheat gluten……………………………………………………………………………………………………………………………... ． 35


Figura 3.6 Il·lustració ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Figure 3.7 The effect of HPMC addition and freezing time on the microscopic gluten network structure…………………………………………………………………………………………………………... ． 43
Figura 4.1 Corba característica de gelatinització de midó ....................................................................... 51
Figura 4.2 Thixotropia del fluid de la pasta de midó ............................................................................................... 52
Figure 4.3 Effects of adding amount of MC and freezing time on the viscoelasticity of starch paste……………………………………………………………………………………………………………………... ． 57

Figure 4.5 Effects of HPMC addition and freezing storage time on the thermodynamic properties of starch…………………………………………………………………………………………………………. ． 59


Figure 5.2 The effect of HPMC addition and freezing time on the yeast survival rate…………………………………………………………………………………………………………………………………... ． 67
Figure 5.3 Microscopic observation of yeast (microscopic examination) …………………………………………………………………………………………………………………………. 68

Llista de formularis
Taula 2.1 El contingut bàsic d’ingredients de la farina de blat …………………………………………………. 11
Taula 2.2 L’efecte de l’addició d’I-IPMC sobre les propietats farinoses de la massa …………… 11
Taula 2.3 Efecte de l’addició d’I-IPMC sobre les propietats a la tracció de la massa …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .14


Taula 3.1 Contingut d’ingredients bàsics en gluten ……………………………………………………………………………………………………………… .25
Table 3.2 Effects of I-IPMC addition amount and freezing storage time on the phase transition enthalpy (Yi IV) and freezer water content (e chat) of wet gluten………………………. 31
Table 3.3 Effects of HPMC addition amount and freezing storage time on the peak temperature (product) of thermal denaturation of wheat gluten…………………………………………. 33
Taula 3.4 Posicions màximes de les estructures secundàries proteiques i les seves tasques ………… .37

Table 3.6 Effects of I-IPMC addition and freezing storage time on the surface hydrophobicity of wheat gluten……………………………………………………………………………………………. 41
Table 4.1 Content of basic components of wheat starch…………………………………………………49

Table 4.3 Effects of I-IPMC addition and freezing time on the shear viscosity of wheat starch paste…………………………………………………………………………………………………………………………. 55

Capítol 1 Prefaci
1.1 Research Estat a casa i a l'estranger
1.1.1Introducció al pa al vapor
El pa al vapor es refereix al menjar elaborat a partir de la massa després de la prova i el vapor. Com a menjar de pasta tradicional xinesa, el pa al vapor té una llarga història i es coneix com a "pa oriental". Because its finished product is hemispherical or elongated in shape, soft in taste, delicious in taste and rich in nutrients [l], it has been widely popular among the public for a long time. És el menjar bàsic del nostre país, especialment els residents del nord. The consumption accounts for about 2/3 of the dietary structure of products in the north, and about 46% of the dietary structure of flour products in the country [21].
1.1.2Search Estat del pa al vapor
Actualment, la investigació sobre pa al vapor se centra principalment en els aspectes següents:
1) Desenvolupament de noves panetes característiques al vapor. Through the innovation of steamed bread raw materials and the addition of functional active substances, new varieties of steamed breads have been developed, which have both nutrition and function. Es va establir l'estàndard d'avaluació per a la qualitat del pa de gra de gra divers mitjançant l'anàlisi de components principals; Fu et A1. (2015) added lemon pomace containing dietary fiber and polyphenols to steamed bread, and evaluated the antioxidant activity of steamed bread; Hao & Beta (2012) va estudiar el segó d’ordi i la lli (rica en substàncies bioactives) el procés de producció de pa al vapor [5]; Shiau et A1. (2015) evaluated the effect of adding pineapple pulp fiber on dough rheological properties and steamed bread quality [6].
2) Investigació sobre el processament i la composició de farina especial per al pa al vapor. L’efecte de les propietats de la farina sobre la qualitat de la massa i els panets al vapor i la investigació sobre la nova farina especial per a les panets al vapor i, a partir d’això, es va establir un model d’avaluació d’adequació de processament de farina [7]; for example, the effects of different flour milling methods on the quality of flour and steamed buns[7] 81; L’efecte de la composició de diverses farines de blat ceres sobre la qualitat del pa al vapor [9J et al.; Zhu, Huang, &Khan (2001) evaluated the effect of wheat protein on the quality of dough and northern steamed bread, and considered that gliadin/ Glutenin was significantly negatively correlated with dough properties and steamed bread quality [lo]; Zhang, et a1. (2007) analyzed the correlation between gluten protein content, protein type, dough properties and steamed bread quality, and concluded that the content of high molecular weight glutenin subunit (1ligh.molecular-weight, HMW) and total protein content are all related to the quality of northern steamed bread. tenen un impacte significatiu [11].
3) Investigació sobre la preparació de la massa i la tecnologia de fabricació de pa al vapor. Research on the influence of steamed bread production process conditions on its quality and process optimization; Liu Changhong et al. (2009) showed that in the process of dough conditioning, process parameters such as water addition, dough mixing time, and dough pH value have an impact on the whiteness value of steamed bread. Té un impacte significatiu en l’avaluació sensorial. If the process conditions are not suitable, it will cause the product to turn blue, dark or yellow. The research results show that during the dough preparation process, the amount of water added reaches 45%, and the dough mixing time is 5 minutes, ~ When the pH value of the dough was 6.5 for 10 min, the whiteness value and sensory evaluation of the steamed buns measured by the whiteness meter were the best. En rodar la massa 15-20 vegades alhora, la massa és una superfície descarnada, llisa, elàstica i brillant; Quan la proporció de rodatge és de 3: 1, la làmina de massa és brillant i la blancor del pa al vapor augmenta [L a; Li, et a1. (2015) va explorar el procés de producció de massa fermentada composta i la seva aplicació en el processament de pa al vapor [13].
4) Investigació sobre la millora de la qualitat del pa al vapor. Investigació sobre l’addició i l’aplicació d’improvisadors de qualitat del pa al vapor; mainly including additives (such as enzymes, emulsifiers, antioxidants, etc.) and other exogenous proteins [14], starch and modified starch [15], etc. The addition and optimization of the corresponding process It is particularly noteworthy that in recent years, through the use of some exogenous proteins and other additives, gluten-free (free. gluten) pasta products have been developed to meet the requirements de malaltia celíaca (necessitats dietètiques dels pacients amb malaltia celíaca [16,1 CIT.
5)Preservation and anti-aging of steamed bread and related mechanisms. Pan Lijun et al. (2010) va optimitzar el modificador compost amb un bon efecte anti-envelliment mitjançant el disseny experimental [L no; Wang, et a1. (2015) studied the effects of gluten protein polymerization degree, moisture, and starch recrystallization on the increase of steamed bread hardness by analyzing the physical and chemical properties of steamed bread. Els resultats van mostrar que la pèrdua d’aigua i la recristalització de midó van ser els principals motius de l’envelliment del pa al vapor [20].
6) Investigació sobre l'aplicació de nous bacteris fermentats i de pasta àcida. Jiang, et a1. (2010) Aplicació de Chaetomium sp. fermentat per produir xilanasa (amb termostable) en pa al vapor [2l '; Gerez, et a1. (2012) va utilitzar dos tipus de bacteris d’àcid làctic en productes de farina fermentats i van avaluar la seva qualitat [221; Wu, et al. (2012) va estudiar la influència de la àcida fermentada per quatre tipus de bacteris d’àcid làctic (Lactobacillus plantarum, Lactobacillus, SanFranciscemis, Lactobacillus brevis i Lactobacillus delbrueckii sub subesp bulgaricus) sobre la qualitat (volum específic, textura, sabor de fermentació, etc.) de pa de vapor del nord [23]; i Gerez, et a1. (2012) va utilitzar les característiques de fermentació de dos tipus de bacteris d’àcid làctic per accelerar la hidròlisi de la gliadina per reduir l’al·lergenicitat dels productes de farina [24] i altres aspectes.
7) Investigació sobre l’aplicació de la massa congelada en pa al vapor.
Among them, steamed bread is prone to aging under conventional storage conditions, which is an important factor restricting the development of steamed bread production and processing industrialization. After aging, the quality of steamed bread is reduced - the texture becomes dry and hard, dregs, shrinks and cracks, the sensory quality and flavor deteriorate, the digestion and absorption rate decreases, and the nutritional value decreases. Això no només afecta la seva vida útil, sinó que també crea molts residus. According to statistics, the annual loss due to aging is 3% of the output of flour products. 7%. Amb la millora dels estàndards de vida i la consciència de la salut de les persones, així com el ràpid desenvolupament de la indústria alimentària, com industrialitzar els tradicionals productes de fideus de graons populars, inclosos pa al vapor, i obtenir productes amb una vida útil d’alta qualitat, una llarga conservació i una fàcil conservació per satisfer les necessitats de la demanda creixent de menjar fresc, segur, d’alta qualitat i convenient, és un problema tècnic de llarga durada. Based on this background, frozen dough came into being, and its development is still in the ascendant.
1.1.3Introducció a la massa congelada
Frozen Dough és una nova tecnologia per al processament i la producció de productes de farina desenvolupats a la dècada de 1950. Es refereix principalment a l’ús de la farina de blat com a principal matèria primera i aigua o sucre com a principals materials auxiliars. Baked, packed or unpacked, quick-freezing and other processes make the product reach a frozen state, and in. For products frozen at 18"C, the final product needs to be thawed, proofed, cooked, etc. [251].
Segons el procés de producció, la massa congelada es pot dividir aproximadament en quatre tipus.
a) Mètode de massa congelada: la massa es divideix en una sola peça, congelada ràpida, congelada, descongelada, provada i cuita (coure, vapor, etc.)




Els pastissos i altres productes de pasta tenen diferents graus d’aplicació [26-27]. Segons estadístiques incompletes, el 1990, el 80% de les fleques dels Estats Units utilitzaven massa congelada; El 50% de les fleques al Japó també utilitzaven massa congelada. segle XX
A la dècada de 1990, la tecnologia de processament de massa congelades es va introduir a la Xina. With the continuous development of science and technology and the continuous improvement of people's living standards, frozen dough technology has broad development prospects and huge development space
1.1.4 Problemes i reptes de la massa congelada
The frozen dough technology undoubtedly provides a feasible idea for the industrialized production of traditional Chinese food such as steamed bread. However, this processing technology still has some shortcomings, especially under the condition of longer freezing time, the final product will have longer proofing time, lower specific volume, higher hardness, Water loss, poor taste, reduced flavor, and quality deterioration. A més, a causa de la congelació

Most studies have found that the formation and growth of ice crystals in frozen foods is an important factor leading to the deterioration of product quality [291]. Ice crystals not only reduce the survival rate of yeast, but also weaken the gluten strength, affect the starch crystallinity and gel structure, and damage the yeast cells and release the reducing glutathione, which further reduces the gas holding capacity of gluten. A més, en el cas de l’emmagatzematge congelat, les fluctuacions de la temperatura poden fer créixer els cristalls de gel a causa de la recristalització [30]. Therefore, how to control the adverse effects of ice crystal formation and growth on starch, gluten and yeast is the key to solving the above problems, and it is also a hot research field and direction. En els darrers deu anys, molts investigadors han participat en aquest treball i han aconseguit alguns resultats de la investigació fructíferes. Tot i això, encara hi ha algunes llacunes i alguns problemes no resolts i controvertits en aquest camp, que cal explorar més, com ara:
a)How to restrain the quality deterioration of frozen dough with the extension of frozen storage time, especially how to control the influence of the formation and growth of ice crystals on the structure and properties of the three main components of dough (starch, gluten and yeast), is still an issue. Hotspots i qüestions fonamentals en aquest camp de recerca;

c)Expand, optimize and use new frozen dough quality improvers, which is conducive to the optimization of production enterprises and the innovation and cost control of product types. Actualment, encara s’ha de reforçar i ampliar encara més;

1.1.5Search Estat de la massa congelada
In view of the above problems and challenges of frozen dough, the long-term innovative research on the application of frozen dough technology, the quality control and improvement of frozen dough products, and the related mechanism of changes in the structure and properties of material components in the frozen dough system and quality deterioration Such research is a hot issue in the field of frozen dough research in recent years. Concretament, les principals investigacions nacionals i estrangeres dels darrers anys se centren principalment en els següents punts:
i.Study the changes in the structure and properties of frozen dough with the extension of freezing storage time, in order to explore the reasons for the deterioration of product quality, especially the effect of ice crystallization on biological macromolecules (protein, starch, etc.), for example, ice crystallization. Formació i creixement i la seva relació amb l'estat de l'aigua i la distribució; canvis en l'estructura de proteïnes del gluten de blat, la conformació i les propietats [31]; canvis en l'estructura i les propietats de midó; Canvis en la microestructura de massa i les propietats relacionades, etc. 361.
Studies have shown that the main reasons for the deterioration of the processing properties of frozen dough include: 1) During the freezing process, the survival of yeast and its fermentation activity are significantly reduced; 2) Es destrueix l'estructura de xarxa contínua i completa de la massa, donant lloc a la capacitat de retenció d'aire de la massa. I la força estructural es redueix molt.
II. Optimització del procés de producció de massa congelada, condicions d’emmagatzematge congelat i fórmules. During the production of frozen dough, temperature control, proofing conditions, pre-freezing treatment, freezing rate, freezing conditions, moisture content, gluten protein content, and thawing methods will all affect the processing properties of frozen dough [37]. In general, higher freezing rates produce ice crystals that are smaller in size and more uniformly distributed, while lower freezing rates produce larger ice crystals that are not uniformly distributed. In addition, a lower freezing temperature even below the glass transition temperature (CTA) can effectively maintain its quality, but the cost is higher, and the actual production and cold chain transportation temperatures are usually small. A més, la fluctuació de la temperatura de congelació provocarà la recristalització, que afectarà la qualitat de la massa.
Iii. Using additives to improve the product quality of frozen dough. In order to improve the product quality of frozen dough, many researchers have made explorations from different perspectives, for example, improving the low temperature tolerance of material components in frozen dough, using additives to maintain the stability of the dough network structure [45.56], etc. Among them, the use of additives is an effective and widely used method. Mainly include, i) enzyme preparations, such as, transglutaminase, O [. Amilasa; ii) emulsifiers, such as monoglyceride stearate, DATEM, SSL, CSL, DATEM, etc.; iii) antioxidants, àcid ascòrbic, etc .; iv) hidrocol·loides de polisacàrids, com ara goma de guar, groc original, àrab de goma, goma de konjac, alginat de sodi, etc .; v) altres substàncies funcionals, com Xu, et a1. (2009) added Ice-structuring Proteins to wet gluten mass under freezing conditions, and studied its protective effect and mechanism on the structure and function of gluten protein [y71.
Ⅳ. Reproducció de llevat anticongelant i aplicació de nou llevat anticongelant [58-59]. Sasano, et a1. (2013) obtained freeze-tolerant yeast strains through hybridization and recombination between different strains [60-61], and S11i, Yu, & Lee (2013) studied a biogenic ice nucleating agent derived from Erwinia Herbicans used to protect the fermentation viability of yeast under freezing conditions [62J.

The chemical nature of hydrocolloid is a polysaccharide, which is composed of monosaccharides (glucose, rhamnose, arabinose, mannose, etc.) through 0 [. 1-4. Enllaç glicosídic o/i a. 1-"6. Enllaç glicosídic o B. 1-4. Enllaç glicosídic i 0 [.1-3. El compost orgànic molecular alt format per la condensació de l’enllaç glicosídic té una varietat rica i es pot dividir aproximadament en: ① derivats de cel·lulosa, com ara cel·lulosa metil (MC), carboximetil cel·lulosa (cmc); polisacqui; com ara la goma de Konjac, la goma de la goma de la goma; controlling the migration, state and distribution of water in the food system. Therefore, the addition of hydrophilic colloids gives food Many functions, properties, and qualities of hydrocolloids are closely related to the interaction between polysaccharides and water and other macromolecular substances. At the same time, due to the multiple functions of thickening, stabilizing, and water retention, hydrocolloids are widely used to include in the food processing of flour products. Wang Xin et al. (2007) studied the effect of adding seaweed polysaccharides and gelatin on the glass transition temperature of dough [631. Wang Yusheng et al. (2013) creien que l’addició composta d’una varietat de col·loides hidròfils pot canviar significativament el flux de massa. Canvieu les propietats, milloreu la resistència a la tracció de la massa, milloreu l’elasticitat de la massa, però reduïu l’extensibilitat de la massa [Suprimeix.
1.1.7-hidroxipropil metil cel·lulosa (hidroxipropil metil cel·lulosa, I-IPMC)

A causa de l'existència d'enllaços d'hidrogen a la cadena molecular lineal i l'estructura cristal·lina, la cel·lulosa té una mala solubilitat en aigua, que també limita el seu rang d'aplicacions. No obstant això, la presència de substituents a la cadena lateral de HPMC trenca els enllaços intramoleculars d’hidrogen, fent -lo més hidròfil [66L], que pot inflar -se ràpidament en aigua i formar una dispersió coloidal gruixuda estable a baixes temperatures. As a cellulose derivative-based hydrophilic colloid, HPMC has been widely used in the fields of materials, papermaking, textiles, cosmetics, pharmaceuticals and food [6 71]. En particular, a causa de les seves propietats úniques reversibles de la tèrmica, HPMC s’utilitza sovint com a component de càpsula per a fàrmacs d’alliberament controlats; in food, HPMC is also used as a surfactant, Thickeners, emulsifiers, stabilizers, etc., and play a role in improving the quality of related products and realizing specific functions. Per exemple, l’addició de HPMC pot canviar les característiques de gelatinització del midó i reduir la força de gel de la pasta de midó. , L’HPMC pot reduir la pèrdua d’humitat en els aliments, reduir la duresa del nucli de pa i inhibir eficaçment l’envelliment del pa.
Although HPMC has been used in pasta to a certain extent, it is mainly used as an anti-aging agent and water-retaining agent for bread, etc., which can improve product specific volume, texture properties and prolong shelf life [71.74]. However, compared with hydrophilic colloids such as guar gum, xanthan gum, and sodium alginate [75-771], there are not many studies on the application of HPMC in frozen dough, whether it can improve the quality of steamed bread processed from frozen dough. Encara no hi ha informes rellevants sobre el seu efecte.

1.2 Research Finalitat i Significació
At present, the application and large-scale production of frozen dough processing technology in my country as a whole is still in the development stage. At the same time, there are certain pitfalls and deficiencies in the frozen dough itself. Aquests factors complets, sens dubte, restringeixen la nova aplicació i la promoció de la massa congelada. on the other hand,this also means that the application of frozen dough has great potential and broad prospects, especially from the perspective of combining frozen dough technology with the industrialized production of traditional Chinese noodles (non-)fermented staple food, to develop more products that meet the needs of Chinese residents. It is of practical significance to improve the quality of the frozen dough based on the characteristics of Chinese pastry and the dietary habits, and is suitable for the processing characteristics of Chinese pastry.
It is precisely because the relevant application research of HPMC in Chinese noodles is still relatively lacking. Per tant, l’objectiu d’aquest experiment és ampliar l’aplicació de HPMC a la massa congelada i determinar la millora del processament de massa congelada per HPMC mitjançant l’avaluació de la qualitat del pa al vapor. A més, es va afegir HPMC als tres components principals de la massa (proteïna del blat, midó i líquid de llevat) i es va estudiar sistemàticament l'efecte de HPMC sobre l'estructura i les propietats de la proteïna del blat, el midó i el llevat. I expliqueu els seus problemes de mecanisme relacionats, per tal de proporcionar un nou camí factible per a la millora de la qualitat de la massa congelada, per tal d’ampliar l’abast d’aplicació de HPMC al camp alimentari i proporcionar suport teòric per a la producció real de massa congelada adequada per fer pa al vapor.


Efectes de la quantitat d’addició i el temps d’emmagatzematge congelat sobre l’estructura i les propietats de la massa congelada, la qualitat dels productes de massa congelada (pa al vapor), l’estructura i les propietats del gluten de blat, l’estructura i les propietats del midó de blat i l’activitat de fermentació del llevat. Based on the above considerations, the following experimental design was made in this research topic:
1)Select a new type of hydrophilic colloid, hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) as an additive, and study the addition amount of HPMC under different freezing time (0, 15, 30, 60 days; the same below) conditions. (0%, 0,5%, 1%, 2%; el mateix a continuació) sobre les propietats reològiques i la microestructura de la massa congelada, així com en la qualitat del producte de massa: pa al vapor (inclòs el volum específic de pa al vapor), la textura), investigar l’efecte d’afegir HPMC a la massa congelada de les propietats de processament de la massa i la qualitat del pa al vapor Propietats de la massa congelada;
2) Des de la perspectiva del mecanisme de millora, es van estudiar els efectes de diferents addicions de HPMC sobre les propietats reològiques de la massa de gluten humida, la transició de l’estat de l’aigua i l’estructura i les propietats del gluten de blat en diferents condicions de temps d’emmagatzematge de congelació.




Generally speaking, the material composition of dough used for making fermented flour products mainly includes biological macromolecular substances (starch, protein), inorganic water, and yeast of organisms, and is formed after hydration, cross-linking and interaction. S'ha desenvolupat un sistema de material estable i complex amb una estructura especial. Nombrosos estudis han demostrat que les propietats de la massa tenen un impacte significatiu en la qualitat del producte final. Therefore, by optimizing the compounding to meet the specific product and it is a research direction to improve the dough formulation and technology of the quality of the product or food for use; on the other hand, improving or improving the properties of dough processing and preservation to ensure or improve the quality of the product is also an important research issue.



2.2.1 Materials experimentals
Zhongyu Farina de blat Binzhou Zhongyu Food Co., Ltd.; Àngel Active Dry Least Leate Levate Co., Ltd.; HPMC (grau de substitució de metil del 28%.30%, grau de substitució hidroxipropil del 7%.12%) Aladdin (Xangai) Companyia de reactius químics; all chemical reagents used in this experiment are of analytical grade;
2.2.2 Instruments i equips experimentals
Nom de l'instrument i equipament

Tester de propietat física de TA-XT Plus

DHG. 9070a forn d'assecat explosiu
SM. Mesclador de massa 986S
C21. KT2134 Cuina d’inducció
Powder meter. E
Extensòmetre. E

Q200 Scaning Scanning Calorímetre


Kjeltee TM 8400 Automatic Kjeldahl Nitrogen Analyzer
Frabricant
Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.
Stab Micro Systems, Regne Unit
Sartorius, Alemanya
Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.
Top Kitchen Appliance Technology Co., Ltd.
Guangdong Midea Life Appliance Manufacturing Co., Ltd.
Brabender, Alemanya
Brabender, Alemanya


Beijing Bo Yi Kang Experimental Instrument Co., Ltd.
Huang Shi Heng Feng Medical Equipment Co., Ltd.

2.2.3 Mètode experimental
2.2.3.1 Determinació dels components bàsics de la farina
Segons GB 50093.2010, GB 5009.5--2010, GB/T 5009.9.2008, GB50094.201018-81], determineu els components bàsics de la farina de blat: humitat, proteïnes, midó i cendra.
2.2.3.2 Determinació de les propietats de la massa
Segons el mètode de referència GB/T 14614.2006 Determinació de les propietats farinaces de la massa [821.
2.2.3.3 Determinació de les propietats de tracció de la massa

2.2.3.4 Producció de massa congelada
Consulteu el procés de fabricació de massa de GB/T 17320.1998 [84]. Weigh 450 g of flour and 5 g of active dry yeast into the bowl of the dough mixer, stir at low speed to fully mix the two, and then add 245 mL of low-temperature (Distilled water (pre-stored in the refrigerator at 4°C for 24 hours to inhibit the activity of yeast), first stir at low speed for 1 min, then at medium speed for 4 min until dough is formed. Take out the dough and divide it into about 180g / porció, amasseu-lo en forma cilíndrica, després segelleu-la amb una bossa de tirolina i poseu-la. as the control experimental group.
2.2.3.5 Determinació de les propietats reològiques de la massa
Traieu les mostres de massa després del temps de congelació corresponent, poseu -les en una nevera a 4 ° C durant 4 hores i, a continuació, poseu -les a temperatura ambient fins que les mostres de massa es fonguin completament. El mètode de processament de mostres també és aplicable a la part experimental de 2.3.6.
Es va tallar una mostra (aproximadament 2 g) de la part central de la massa parcialment fos i es va col·locar a la placa inferior del reòmetre (descobriment R3). Primer, la mostra va ser sotmesa a una exploració dinàmica de tensió. The specific experimental parameters were set as follows: A parallel plate with a diameter of 40 mm was used, the gap was set to 1000 mln, the temperature was 25 °C, and the scanning range was 0.01%. 100%, el temps de descans de la mostra és de 10 min i la freqüència es defineix en 1Hz. La regió de viscoelasticitat lineal (LVR) de les mostres provades es va determinar mitjançant una exploració de tensió. Then, the sample was subjected to a dynamic frequency sweep, and the specific parameters were set as follows: the strain value was 0.5% (in the LVR range), the resting time, the fixture used, the spacing, and the temperature were all consistent with the strain sweep parameter settings. Es van registrar cinc punts de dades (trames) a la corba de reologia per a cada augment de la freqüència de deu vegades (mode lineal). After each clamp depression, the excess sample was gently scraped with a blade, and a layer of paraffin oil was applied to the edge of the sample to prevent water loss during the experiment. Each sample was repeated three times.
2.2.3.6 Contingut d’aigua congelable (contingut d’aigua congelable, determinació interna CF) a la massa
Weigh a sample of about 15 mg of the central part of the fully melted dough, seal it in an aluminum crucible (suitable for liquid samples), and measure it with a Differential Scanning Calorimetry (DSC). The specific program parameters are set. De la manera següent: primer equilibra a 20 ° C durant 5 min, després baixa a 0,30 ° C a una velocitat de 10 "C/min, manté durant 10 min i, finalment, puja a 25 ° C a una velocitat de 5" C/min, el gas puré és nitrogen (N2) i el seu cabal va ser de 50 ml/min. Utilitzant el crucible d'alumini en blanc com a referència, es va analitzar la corba DSC obtinguda mitjançant el programari d'anàlisi Universal Analysis 2000, i l'entalpia de fusió (dia) del cristall de gel es va obtenir integrant el pic situat a uns 0 ° C. El contingut d’aigua congelable (CFW) es calcula per la fórmula següent [85.86]:

2.2.3.7 Producció de pa al vapor
Després del temps de congelació corresponent, es va treure la massa congelada, primer es va equilibrar en un refrigerador de 4 ° C durant 4 hores, i després es va col·locar a temperatura ambient fins que la massa congelada es va descongelar completament. Divide the dough into about 70 grams per portion, knead it into shape, and then put it into a constant temperature and humidity box, and proof it for 60 minutes at 30°C and a relative humidity of 85%. Després de la prova, al vapor durant 20 min i, a continuació, refredeu -ho durant 1 h a temperatura ambient per avaluar la qualitat del pa al vapor.

2.2.3.8 Avaluació de la qualitat del pa al vapor
(1) Determinació del volum específic de pa al vapor
According to GB/T 20981.2007 [871, the rapeseed displacement method was used to measure the volume (work) of the steamed buns, and the mass (m) of the steamed buns was measured using an electronic balance. Cada mostra es va replicar tres vegades.
Volum específic de pa al vapor (CM3 / G) = Volum de pa al vapor (CM3) / Massa de pa al vapor (G)
(2) Determinació de les propietats de la textura del nucli de pa al vapor
Refer to the method of Sim, Noor Aziah, Cheng (2011) [88] with minor modifications. A 20x 20 x 20 mn'13 core sample of the steamed bread was cut from the central area of the steamed bread, and the TPA (Texture Profile Analysis) of the steamed bread was measured by a physical property tester. Paràmetres específics: la sonda és P/100, la taxa de pre-mesurament és d’1 mm/s, la taxa de mesura mitjana és d’1 mm/s, la taxa de post-mesurament és d’1 mm/s, la variable de deformació de compressió és del 50%i l’interval de temps entre dues compressions és de 30 s, la força desencadenant és de 5 g. Cada mostra es va repetir 6 vegades.
2.2.3.9 Processament de dades
Tots els experiments es van repetir almenys tres vegades, tret que s’especifiqui el contrari, i els resultats experimentals es van expressar com a mitjana (mitjana) ± desviació estàndard (desviació estàndard). SPSS Statistist 19 es va utilitzar per a l’anàlisi de la variància (anàlisi de la variància, ANOVA), i el nivell de significació va ser O. 05; Utilitzeu Origen 8.0 per dibuixar gràfics rellevants.
2.3 Resultats experimentals i discussió
2.3.1 Índex de composició bàsica de la farina de blat
Tab 2．1 Contingut del Consonent Elemental de la farina de blat

2.3.2 L’efecte de l’addició I-IPMC sobre les propietats farinoses de la massa

Because HPMC has strong water retention and water holding capacity, and is more absorbent than wheat starch and wheat gluten [8"01, therefore, the addition of HPMC improves the water absorption rate of the dough. The dough forming time is when the dough consistency reaches 500 The time required for FU, the addition of HPMC reduces the dough formation time, which indicates that the addition of HPMC promotes the La formació de la massa. by HPMC shows that HPMC can play a role in stabilizing the consistency of the dough. Dough stability time the increase of α and the decrease of dough weakening degree indicate that under the action of mechanical shearing force, the dough structure added with HPMC is more stable, and these results are similar to the research results of Rosell, Collar, & Haros (2007).

Nota: diferents lletres de minúscules superíndies a la mateixa columna indiquen una diferència significativa (p <0.05)

2.3.3 Efecte de l’addició de HPMC sobre les propietats de tracció de la massa

Table 2.3 lists the effects of different amounts of HPMC (O, 0.5%, 1% and 2%) and different proofing 1'9 (45 min, 90 min and 135 min) on the dough tensile properties (energy, stretch resistance, maximum stretch resistance, elongation, stretch ratio and maximum stretch ratio). The experimental results show that the tensile properties of all dough samples increase with the extension of the proofing time except the elongation which decreases with the extension of the proofing time. For the energy value, from 0 to 90 min, the energy value of the rest of the dough samples increased gradually except for the addition of 1% HPMC, and the energy value of all dough samples increased gradually. No hi va haver canvis significatius. Això demostra que quan el temps de prova és de 90 min, l'estructura de xarxa de la massa (reticulació entre cadenes moleculars) es forma completament. Per tant, el temps de prova s’amplia encara més i no hi ha cap diferència significativa en el valor energètic. Al mateix temps, això també pot proporcionar una referència per determinar el temps de prova de la massa. A mesura que el temps de prova es prolonga, es formen més enllaços secundaris entre les cadenes moleculars i les cadenes moleculars estan més estretament reticulades, de manera que la resistència a la tracció i la resistència màxima a la tracció augmenten gradualment. Al mateix temps, la taxa de deformació de les cadenes moleculars també va disminuir amb l’augment d’enllaços secundaris entre les cadenes moleculars i la reticulació més estreta de les cadenes moleculars, cosa que va provocar la disminució de l’ellargament de la massa amb l’extensió excessiva del temps de prova. L’augment de la resistència a la tracció/la resistència a la tracció màxima i la disminució de l’allargament va donar lloc a un augment de la proporció LL/màxima de tracció.
No obstant això, l'addició de HPMC pot suprimir eficaçment la tendència anterior i canviar les propietats de tracció de la massa. Amb l’augment d’addició d’HPMC, la resistència a la tracció, la resistència a la tracció màxima i el valor energètic de la massa van disminuir de manera corresponent, mentre que l’allargament va augmentar. Specifically, when the proofing time was 45 min, with the increase of HPMC addition, the dough energy value decreased significantly, from 148.20-J: 5.80 J (blank) to 129.70-J respectively: 6.65 J (add 0.5% HPMC), 120.30 ± 8.84 J (add 1% HPMC), and 110.20-a: 6.58
J (2% HPMC afegit). At the same time, the maximum tensile resistance of the dough decreased from 674.50-a: 34.58 BU (blank) to 591.80--a: 5.87 BU (adding 0.5% HPMC), 602.70± 16.40 BU (1% HPMC added), and 515.40-a: 7.78 BU (2% HPMC added). However, the elongation of the dough increased from 154.75+7.57 MITI (blank) to 164.70-a: 2.55 m/rl(adding 0.5% HPMC), 162.90-a: 4 .05 min (1% HPMC added), and 1 67.20-a: 1.98 min (2% HPMC added). Això pot ser degut a l’augment del contingut plastificant-aigua afegint HPMC, que redueix la resistència a la deformació de la cadena molecular de proteïna del gluten, o la interacció entre HPMC i la proteïna gluten canvia el seu comportament d’estir textura) del producte final.

2.3.4 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació sobre les propietats reològiques de la massa

Fig 2．1 Efecte de l'addició de HPMC sobre les propietats reològiques de la massa congelada
Figure 2.1 shows the change of storage modulus (elastic modulus, G') and loss modulus (viscous modulus, G") of dough with different HPMC content from 0 days to 60 days. The results showed that with the prolongation of freezing storage time, the G' of the dough without adding HPMC decreased significantly, while the change of G" was relatively small, and the /an Q (G''/G') increased. Això pot ser degut al fet que l'estructura de xarxa de la massa està danyada pels cristalls de gel durant l'emmagatzematge de congelació, cosa que redueix la seva resistència estructural i, per tant, el mòdul elàstic disminueix significativament. No obstant això, amb l'augment de l'addició de HPMC, la variació de G 'va disminuir gradualment. En particular, quan la quantitat afegida de HPMC va ser del 2%, la variació de G 'era la més petita. Això demostra que HPMC pot inhibir eficaçment la formació de cristalls de gel i l’augment de la mida dels cristalls de gel, reduint així el dany a l’estructura de la massa i mantenint la força estructural de la massa. In addition, the G' value of dough is greater than that of wet gluten dough, while the G" value of dough is smaller than that of wet gluten dough, mainly because the dough contains a large amount of starch, which can be adsorbed and dispersed on the gluten network structure. It increases its strength while retaining excess moisture.
2.3.5 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació sobre el contingut d’aigua congelable (OW) a la massa congelada
No tota la humitat de la massa pot formar cristalls de gel a una certa temperatura baixa, que està relacionada amb l’estat de la humitat (flux lliure, restringit, combinat amb altres substàncies, etc.) i el seu entorn. Freezable water is the water in the dough that can undergo phase transformation to form ice crystals at low temperatures. The amount of freezable water directly affects the number, size and distribution of ice crystal formation. In addition, the freezable water content is also affected by environmental changes, such as the extension of freezing storage time, the fluctuation of freezing storage temperature, and the change of material system structure and properties. For the frozen dough without added HPMC, with the prolongation of freezing storage time, Q silicon increased significantly, from 32.48±0.32% (frozen storage for 0 days) to 39.13±0.64% (frozen storage for 0 days). Tibetan for 60 days), the increase rate was 20.47%. However, after 60 days of frozen storage, with the increase of HPMC addition, the increase rate of CFW decreased, followed by 18.41%, 13.71%, and 12.48% (Table 2.4). At the same time, the o∥ of the unfrozen dough decreased correspondingly with the increase of the amount of HPMC added, from 32.48a-0.32% (without adding HPMC) to 31.73±0.20% in turn. (adding0.5% HPMC), 3 1.29+0.03% (adding 1% HPMC) and 30.44±0.03% (adding 2% HPMC) Water holding capacity, inhibits the free flow of water and reduces the amount of water that can be frozen. In the process of freezing storage, along with recrystallization, the dough structure is destroyed, so that part of the non-freezable water is converted into freezable water, thus increasing the content of freezable water. However, HPMC can effectively inhibit the formation and growth of ice crystals and protect the stability of the dough structure, thus effectively inhibiting the increase of the freezable water content. This is consistent with the change law of the freezable water content in the frozen wet gluten dough, but because the dough contains more starch, the CFW value is smaller than the G∥ value determined by the wet gluten dough (Table 3.2).

2.3.6 Efectes de l’addició d’iPmc i el temps de congelació sobre la qualitat del pa al vapor
2.3.6.1 Influència de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge congelat sobre volum específic de pa al vapor
El volum específic de pa al vapor pot reflectir millor l’aspecte i la qualitat sensorial del pa al vapor. The larger the specific volume of the steamed bread, the larger the volume of the steamed bread of the same quality, and the specific volume has a certain influence on the appearance, color, texture, and sensory evaluation of the food. En general, els panets al vapor amb un volum específic més gran també són més populars entre els consumidors fins a cert punt.

Fig 2．2 Efecte de l’addició d’HPMC i l’emmagatzematge congelat sobre el volum específic de pa al vapor xinès
El volum específic de pa al vapor pot reflectir millor l’aspecte i la qualitat sensorial del pa al vapor. The larger the specific volume of the steamed bread, the larger the volume of the steamed bread of the same quality, and the specific volume has a certain influence on the appearance, color, texture, and sensory evaluation of the food. En general, els panets al vapor amb un volum específic més gran també són més populars entre els consumidors fins a cert punt.
Tot i això, el volum específic del pa al vapor elaborat amb massa congelada va disminuir amb l’extensió del temps d’emmagatzematge congelat. Entre ells, el volum específic del pa al vapor elaborat amb la massa congelada sense afegir HPMC va ser de 2.835 ± 0,064 cm3/g (emmagatzematge congelat). 0 dies) fins a 1.495 ± 0,070 cm3/g (emmagatzematge congelat durant 60 dies); while the specific volume of steamed bread made from frozen dough added with 2% HPMC dropped from 3.160±0.041 cm3/g to 2.160±0.041 cm3/g. 451±0.033 cm3/g, therefore, the specific volume of the steamed bread made from the frozen dough added with HPMC decreased with the increase of the added amount. Since the specific volume of steamed bread is not only affected by the yeast fermentation activity (fermentation gas production), the moderate gas holding capacity of the dough network structure also has an important impact on the specific volume of the final product [96'9 cited. The measurement results of the above rheological properties show that the integrity and structural strength of the dough network structure are destroyed during the freezing storage process, and the degree of damage is intensified with the extension of the freezing storage time. During the process, its gas holding capacity is poor, which in turn leads to a decrease in the specific volume of the steamed bread. However, the addition of HPMC can more effectively protect the integrity of the dough network structure, so that the air-holding properties of the dough are better maintained, therefore, in O. During the 60-day frozen storage period, with the increase of HPMC addition, the specific volume of the corresponding steamed bread decreased gradually.
2.3.6.2 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge congelat sobre les propietats de la textura del pa al vapor
TPA (Textural Profile Analyses) physical property test can comprehensively reflect the mechanical properties and quality of pasta food, including hardness, elasticity, cohesion, chewiness and resilience. Figure 2.3 shows the effect of HPMC addition and freezing time on the hardness of steamed bread. The results show that for fresh dough without freezing treatment, with the increase of HPMC addition, the hardness of steamed bread significantly increases. va disminuir de 355,55 ± 24,65g (mostra en blanc) a 310,48 ± 20,09 g (afegiu O.5% HPMC), 258,06 ± 20,99 g (afegiu 1% T-IPMC) i 215,29 + 13,37 g (2% HPMC afegit). Això pot estar relacionat amb l’augment del volum específic de pa al vapor. In addition, as can be seen from Figure 2.4, as the amount of HPMC added increases, the springiness of steamed bread made from fresh dough increases significantly, from 0.968 ± 0.006 (blank) to 1, respectively. .020 ± 0.004 (add 0.5% HPMC), 1.073 ± 0.006 (add 1% I-IPMC) and 1.176 ± 0.003 (add 2% HPMC). Els canvis de la duresa i l'elasticitat del pa al vapor van indicar que l'addició de HPMC podria millorar la qualitat del pa al vapor. Això és coherent amb els resultats de la investigació de Rosell, Rojas, Benedito de Barber (2001) [95] i Barcenas, Rosell (2005) [cucs], és a dir, HPMC pot reduir significativament la duresa del pa i millorar la qualitat del pa.

D'altra banda, amb la prolongació del temps d'emmagatzematge congelat de la massa congelada, la duresa del pa al vapor fet per ell va augmentar significativament (p <0,05), mentre que l'elasticitat va disminuir significativament (p <0,05). However, the hardness of steamed buns made from frozen dough without added HPMC increased from 358.267 ± 42.103 g (frozen storage for 0 days) to 1092.014 ± 34.254 g (frozen storage for 60 days);

The hardness of the steamed bread made of frozen dough with 2% HPMC increased from 208.233 ± 15.566 g (frozen storage for 0 days) to 564.978 ± 82.849 g (frozen storage for 60 days). Fig 2．4 Effect of HPMC addition and frozen storage on springiness of Chinese steamed bread In terms of elasticity, the elasticity of steamed bread made from frozen dough without adding HPMC decreased from 0.968 ± 0.006 (freezing for 0 days) to 0.689 ± 0.022 (frozen for 60 days); Congelat amb un 2% de HPMC va afegir l’elasticitat dels panets al vapor fets de massa va disminuir de 1.176 ± 0,003 (congelació durant 0 dies) a 0,962 ± 0,003 (congelació durant 60 dies). Obviously, the increase rate of hardness and the decrease rate of elasticity decreased with the increase of the added amount of HPMC in the frozen dough during the frozen storage period. Això demostra que l’addició de HPMC pot millorar eficaçment la qualitat del pa al vapor. In addition, Table 2.5 lists the effects of HPMC addition and frozen storage time on other texture indexes of steamed bread. ) had no significant change (P>0.05); however, at 0 days of freezing, with the increase of HPMC addition, the Gumminess and Chewiness decreased significantly (P

On the other hand, with the prolongation of freezing time, the cohesion and restoring force of steamed bread decreased significantly. Per al pa al vapor elaborat amb massa congelada sense afegir HPMC, la seva cohesió es va augmentar per O. 86-4-0,03 g (emmagatzematge congelat 0 dies) es va reduir a 0,49+0,06 g (emmagatzematge congelat durant 60 dies), mentre que la força de restauració es va reduir de 0,48+0,04 g (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 0,17 ± 0,01 (emmagatzematge congelat durant 0 dies) 60 dies); 60 dies); however, for steamed buns made from frozen dough with 2% HPMC added, the cohesion was reduced from 0.93+0.02 g (0 days frozen) to 0.61+0.07 g (frozen storage for 60 days), while the restoring force was reduced from 0.53+0.01 g (frozen storage for 0 days) to 0.27+4-0.02 (frozen storage for 60 days). In addition, with the prolongation of frozen storage time, the stickiness and chewiness of steamed bread increased significantly. Per al pa al vapor elaborat amb massa congelada sense afegir HPMC, la adhesió es va incrementar en 336,54+37. 24 (0 days of frozen storage) increased to 1232.86±67.67 (60 days of frozen storage), while chewiness increased from 325.76+34.64 (0 days of frozen storage) to 1005.83+83.95 (frozen for 60 days); however, for the steamed buns made from frozen dough with 2% HPMC added, the stickiness increased from 206.62+1 1.84 (frozen for 0 days) to 472.84. 96+45.58 (frozen storage for 60 days), while chewiness increased from 200.78+10.21 (frozen storage for 0 days) to 404.53+31.26 (frozen storage for 60 days). Això demostra que l’addició de HPMC pot inhibir eficaçment els canvis en les propietats de textura del pa al vapor causades per l’emmagatzematge de congelació. A més, els canvis en les propietats de la textura del pa al vapor causades per l’emmagatzematge de congelació (com l’augment de l’adherència i la mastegament i la disminució de la força de recuperació) també hi ha una certa correlació interna amb el canvi de volum específic del pa al vapor. Així, es poden millorar les propietats de la massa (per exemple, la farines, l’allargament i les propietats reològiques) afegint HPMC a la massa congelada i HPMC inhibeix la formació, el creixement i la redistribució dels cristalls de gel (procés de recristalització), fent que la massa congelada es millori la qualitat dels bolls de vapor processats.
2.4 Resum del capítol
La hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) és una mena de col·loide hidròfil, i la seva investigació d’aplicacions en massa congelada amb aliments de pasta d’estil xinès (com el pa al vapor) com a producte final encara manca. L’objectiu principal d’aquest estudi és avaluar l’efecte de la millora de l’HPMC mitjançant la investigació de l’efecte de l’addició d’HPMC sobre les propietats de processament de la massa congelada i la qualitat del pa al vapor, per tal de proporcionar un suport teòric per a l’aplicació de HPMC en pa al vapor i altres productes de farina d’estil xinès. Els resultats mostren que HPMC pot millorar les propietats farinoses de la massa. Quan la quantitat d’addició de HPMC és del 2%, la taxa d’absorció d’aigua de la massa augmenta del 58,10%en el grup de control al 60,60%; 2 min van augmentar fins a 12,2 min; Al mateix temps, el temps de formació de massa va disminuir de 2,1 min en el grup de control a 1,5 milers; El grau de debilitament va disminuir de 55 Fu en el grup de control a 18 Fu. A més, HPMC també va millorar les propietats de tracció de la massa. Amb l’augment de la quantitat d’HPMC afegida, l’allargament de la massa va augmentar significativament; reduït significativament. A més, durant el període d’emmagatzematge congelat, l’addició de HPMC va reduir la taxa d’augment del contingut d’aigua congelable a la massa, inhibint així els danys a l’estructura de la massa de la massa causada per la cristal·lització de gel, mantenint l’estabilitat relativa de la massa de la viscoelencitat i la integritat de l’estructura de la xarxa, millorant així l’estabilitat de l’estructura de la xarxa de massa. The quality of the final product is guaranteed.
On the other hand, the experimental results showed that the addition of HPMC also had a good quality control and improvement effect on steamed bread made from frozen dough. For the unfrozen samples, the addition of HPMC increased the specific volume of the steamed bread and improved the texture properties of the steamed bread - reduced the hardness of the steamed bread, increased its elasticity, and at the same time reduced the stickiness and chewiness of the steamed bread. A més, l’addició de HPMC va inhibir el deteriorament de la qualitat dels panets al vapor feta a partir de massa congelada amb l’extensió del temps d’emmagatzematge de congelació, reduint el grau d’augment de la duresa, l’adherència i la mastegament dels panets al vapor, a més de reduir l’elasticitat dels panets al vapor, la cohesió i la força de recuperació disminueixen.

Capítol 3 Efectes de l’addició d’HPMC sobre l’estructura i les propietats del gluten de blat en condicions de congelació
3.1 Introducció
El gluten de blat és la proteïna d’emmagatzematge més abundant en els grans de blat, representant més del 80% de la proteïna total. Segons la solubilitat dels seus components, es pot dividir aproximadament en glutenina (soluble en solució alcalina) i gliadina (soluble en solució alcalina). en solució d’etanol). Entre ells, el pes molecular (MW) de glutenina és tan alt com 1x107DA, i té dues subunitats, que poden formar enllaços disulfur intermoleculars i intramoleculars; Mentre que el pes molecular de la gliadina és només 1x104DA, i només hi ha una subunitat, que pot formar molècules enllaçats de disulfur intern [100]. Campos, Steffe i Ng (1 996) van dividir la formació de la massa en dos processos: entrada d’energia (procés de mescla amb massa) i associació de proteïnes (formació de l’estructura de xarxa de massa). Generalment es creu que durant la formació de massa, la glutenina determina l’elasticitat i la força estructural de la massa, mentre que la gliadina determina la viscositat i la fluïdesa de la massa [102]. Es pot veure que la proteïna del gluten té un paper indispensable i únic en la formació de l'estructura de la xarxa de massa i dota la massa amb cohesió, viscoelasticitat i absorció d'aigua.
In addition, from a microscopic point of view, the formation of the three-dimensional network structure of dough is accompanied by the formation of intermolecular and intramolecular covalent bonds (such as disulfide bonds) and non-covalent bonds (such as hydrogen bonds, hydrophobic forces) [103]. Tot i que l’energia de l’enllaç secundari
La quantitat i l'estabilitat són més febles que els enllaços covalents, però tenen un paper important en el manteniment de la conformació del gluten [1041].
For frozen dough, under freezing conditions, the formation and growth of ice crystals (crystallization and recrystallization process) will cause the dough network structure to be physically squeezed, and its structural integrity will be destroyed, and microscopically. Acompanyat de canvis en l'estructura i les propietats de la proteïna del gluten [105'1061. Com Zhao, et a1. (2012) found that with the prolongation of freezing time, the molecular weight and molecular gyration radius of gluten protein decreased [107J, which indicated that gluten protein partially depolymerized. In addition, the spatial conformational changes and thermodynamic properties of gluten protein will affect the dough processing properties and product quality. Therefore, in the process of freezing storage, it is of certain research significance to investigate the changes of water state (ice crystal state) and the structure and properties of gluten protein under different freezing storage time conditions.
Com s'ha esmentat a la prefaci, com a hidrocol·loide derivat de cel·lulosa, l'aplicació de la hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC) en la massa congelada no s'estudia gaire i la investigació sobre el seu mecanisme d'acció és encara menor.

3.2 Materials i mètodes
3.2.1 Materials experimentals
Gluten Anhui Rui Fu Xiang Food Co., Ltd.; Hidroxipropil metilcel·lulosa (HPMC, igual que anteriorment) Aladdin Chemical Reagent Co., Ltd.
3.2.2 Aparells experimentals
Nom de l'equip

DSC. Q200 Scaning Scanning Calorímetre
PQ00 1 instrument de RMN de camp baix
Espectrofotòmetre 722E
JSM. Microscopi electrònic d’escaneig de filament de tungstè 6490LV
HH bany d'aigua de temperatura digital constant
BC/BD. Nevera 272SC

Jo. 5 equilibri ultra-microelectrònic

Nicolet 67 Espectròmetre infraroig transformat de Fourier

KDC. Centrífuga refrigerada d'alta velocitat de 160 hores

Pb. Model 10 metre

MX. S Type Eddy Current Oscil·lador


Frabricant


Companyia de Xangai Niumet

Nippon Electronics Manufacturing Co., Ltd.



Sartorius, Alemanya
Thermo Fisher, EUA
Thermo Nicolet, EUA
Beijing Bo Yi Kang Experimental Instrument Co., Ltd.
Anhui Zhong Ke Zhong Jia Scientific Instrument Co., Ltd.
Thermo Fisher, EUA
Certoris Alemanya
Shanghai Mei Ying Pu Instrument Co., Ltd.



3.2.3 Reactius experimentals
Tots els reactius químics utilitzats en els experiments eren de grau analític.
3.2.4 Mètode experimental
3.2.4.1 Determinació dels components bàsics del gluten

3.2.4.2 Preparació de la massa de gluten humit congelat (massa de gluten)
Pesa 100 g de gluten en un bec, afegeix-hi aigua destil·lada (40%, p/p), remeneu-ho amb una vareta de vidre durant 5 min, i poseu-la en un refrigerador de 4 "C durant 1 h per fer-lo completament hidratat per obtenir una massa de gluten humida després de treure-la, segellar-la en una bossa de manteniment fresc i congelar-lo durant 24 hores a. 30 ℃. period of time (15 days, 30 days and 60 days). Take the frozen 0-day sample (je, fresh unfrozen wet gluten mass) as the blank control group. Use 0.5%, 1% and 2% HPMC (w/w) to replace the corresponding quality of gluten Prion powder, and the rest of the production steps and freezing treatment remain unchanged, so as to prepare wet gluten dough samples with different HPMC additions.
3.2.4.3 Determinació de les propietats reològiques de la massa de gluten humit
When the corresponding freezing time is over, take out the frozen wet gluten mass and place it in a 4°C refrigerator to equilibrate for 8 hours. Then, take out the sample and place it at room temperature until the sample is completely thawed (this method of thawing the wet gluten mass is also applicable to later part of the experiments, 2.7.1 and 2.9). A sample (about 2 g) of the central area of ​​the melted wet gluten mass was cut and placed on the sample carrier (Bottom Plate) of the rheometer (Discovery R3). Strain Sweep) to determine the Linear Viscoelasticity Region (LVR), the specific experimental parameters are set as follows - the fixture is a parallel plate with a diameter of 40 mill, the gap is set to 1000 mrn, and the temperature is set to 25 °C, the strain scanning range is 0.01%. 100%, la freqüència s’estableix en 1 Hz. A continuació, després de canviar la mostra, deixeu -la reposar durant 10 minuts i, a continuació, feu dinàmic
Esborrament de freqüències, els paràmetres experimentals específics s’estableixen de la manera següent: la soca és del 0,5% (a LVR) i el rang d’escombratge de freqüència és de 0,1 Hz. 10 Hz, mentre que altres paràmetres són els mateixos que els paràmetres d’escombratge de tensió. Scanning data is acquired in logarithmic mode, and 5 data points (plots) are recorded in the rheological curve for every 10-fold increase in frequency, so as to obtain the frequency as the abscissa, the storage modulus (G') and the loss modulus (G') is the rheological discrete curve of the ordinate. Val la pena assenyalar que després de cada vegada que la mostra es pressiona per la pinça, s’ha de raspar suaument l’excés de mostra amb una fulla i s’aplica una capa d’oli de parafina a la vora de la mostra per evitar la humitat durant l’experiment. de pèrdua. Cada mostra es va replicar tres vegades.
3.2.4.4 Determinació de les propietats termodinàmiques

(1) Determinació del contingut de l'aigua congelada (silici CF) en massa de gluten humit
A 15 mg sample of wet gluten was weighed and sealed in an aluminum crucible (suitable for liquid samples). The determination procedure and parameters are as follows: equilibrate at 20°C for 5 min, then drop to .30°C at a rate of 10°C/min, keep the temperature for 10 min, and finally increase to 25°C at a rate of 5°C/min, purge the gas (Purge Gas) was nitrogen (N2) and its flow rate was 50 mL/min, and a blank sealed aluminum crucible was used as una referència. The obtained DSC curve was analyzed using the analysis software Universal Analysis 2000, by analyzing the peaks located around 0 °C. Integral per aconseguir l’entalpia de fusió dels cristalls de gel (dia del vostre dia). Then, the freezable water content (CFW) is calculated by the following formula [85-86]:

Among them, three, represents the latent heat of moisture, and its value is 334 J/g; MC representa el contingut d’humitat total del gluten humit mesurat (mesurat segons GB 50093.2010 [. 78]). Cada mostra es va replicar tres vegades.
(2) Determinació de la temperatura màxima de desnaturalització tèrmica (TP) de proteïna del gluten de blat
Freeze-dry the frozen-storage-treated sample, grind it again, and pass it through a 100-mesh sieve to obtain gluten protein powder (this solid powder sample is also applicable to 2.8). A 10 mg gluten protein sample was weighed and sealed in an aluminum crucible (for solid samples). The DSC measurement parameters were set as follows, equilibrated at 20 °C for 5 min, and then increased to 100 °C at a rate of 5 °C/min, using nitrogen as the purge gas, and its flow rate was 80 mL/min. Utilitzant un gresol buit segellat com a referència i utilitzeu el programari d’anàlisi Universal Analysis 2000 per analitzar la corba DSC obtinguda per obtenir la temperatura màxima de desnaturalització tèrmica de la proteïna del gluten de blat (sí). Cada mostra es replica tres vegades.
3.2.4.5 Determinació del contingut lliure de sulfhidril (c) de gluten de blat
El contingut dels grups lliures de sulfhidril es va determinar segons el mètode de Beveridg, Toma i Nakai (1974) [HU], amb modificacions adequades. Weigh 40 mg of wheat gluten protein sample, shake it well, and make it dispersed in 4 mL of dodecyl sulfonate
Sodi sodi (SDS). Tris-hidroximetil aminometà (Tris). Glicina (Gly). Tetraacetic acid 7, amine (EDTA) buffer (10.4% Tris, 6.9 g glycine and 1.2 g EDTA/L, pH 8.0, abbreviated as TGE, and then 2.5% SDS It was added to the above TGE solution (that is, prepared into SDS-TGE buffer), incubated at 25°C for 30 min, and shaken every 10 min. Then, the supernatant was obtained after centrifugation for 10 min at 4°C and 5000×g. First, the protein content in the supernatant was determined by the Coomassie brilliant blue (G.250) method. Then, to the supernatant was added O. 04 mL of Ellman's reagent (dissolve 5,5'. Dithio-2. Nitrobenzoic acid, DTNB at TGE to measure the solution, 4 rag/ml), after 30 minutes of incubation in a 25 ℃ water bath, add 412 nm absorbance, and the above buffer was used as blank control. Finally, the free sulfhydryl content was calculated according to the following formula:

Among them, 73.53 is the extinction coefficient; A is the absorbance value; D és el factor de dilució (1 aquí); G és la concentració de proteïnes. Cada mostra es va replicar tres vegades.
3.2.4.6 Determinació de 1H I "2 Temps de relaxació
According to Kontogiorgos, Goff, & Kasapis (2007) method [1111, 2 g of wet gluten mass was placed in a 10 mm diameter nuclear magnetic tube, sealed with plastic wrap, and then placed in a low-field nuclear magnetic resonance apparatus to measure the transverse relaxation time (n), the specific parameters are set as follows: 32 ℃ equilibrium for 3 min, the La força del camp és de 0,43 t, la freqüència de ressonància és de 18.169 Hz, i la seqüència de pols és Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG), i la durada del pols de 900 i 1 800 es van establir en 13¨s i 25¨s, respectivament, i l’interval de pols R va ser el més petit possible per reduir la interferència i la difusió de la corba de decadència. En aquest experiment, es va establir a O. 5 m s. Cada assaig es va escanejar 8 vegades per augmentar la relació senyal-soroll (SNR), amb un interval d’1 s entre cada exploració. El temps de relaxació s’obté a partir de l’equació integral següent:

Entre ells, m és la funció de la suma de decadència exponencial de l'amplitud del senyal amb el temps (t) com a variable independent; Yang) és la funció de la densitat del nombre de protons d'hidrogen amb el temps de relaxació (D) com a variable independent.
Using the CONTIN algorithm in the Provencher analysis software combined with the Laplace inverse transformation, the inversion is performed to obtain a continuous distribution curve. Cada mostra es va repetir tres vegades
3.2.4.7 Determinació de l'estructura secundària de la proteïna del gluten del blat
In this experiment, a Fourier transform infrared spectrometer equipped with an attenuated single reflection attenuated total reflection (ATR) accessory was used to determine the secondary structure of gluten protein, and a cadmium mercury telluride crystal was used as the detector. Both sample and background collection were scanned 64 times with a resolution of 4 cm~ and a scanning range of 4000 cmq-500 cm~. Spread a small amount of protein solid powder on the surface of the diamond on the ATR fitting, and then, after 3 turns clockwise, you can start to collect the infrared spectrum signal of the sample, and finally get the wavenumber (Wavenumber, cm-1) as the abscissa, and absorbance as the abscissa. (Absorció) és l'espectre infraroig de l'ordenada.
Utilitzeu el programari OMNIC per realitzar una correcció de base automàtica i una correcció avançada ATR en l'espectre d'infrarojos de WAVENUMBER complet obtingut i, a continuació, utilitzeu el pic. El programari FAT 4.12 realitza la correcció de base, la desconvolució de Fourier i el segon ajust derivat a la banda Amide III (1350 cm-1.1200 cm'1) fins que el coeficient de correlació ajustat arribi a 0. 99 o més, la zona de pic integrada corresponent a l'estructura secundària de cada proteïna s'obté finalment i el contingut relatiu de cada estructura secundària es calcula. Amount (%), that is, the peak area/total peak area. Three parallels were performed for each sample.
3.2.4.8 Determinació de la hidrofobicitat superficial de la proteïna del gluten
According to the method of Kato & Nakai (1980) [112], naphthalene sulfonic acid (ANS) was used as a fluorescent probe to determine the surface hydrophobicity of wheat gluten. Pesa una mostra de pols sòlida de proteïna de gluten 100 mg de gluten, dispersa en 15 ml, 0,2m, pH 7,0 salina tamponada amb fosfat (PBS), remeneu magnèticament durant 20 min a temperatura ambient i, després the measurement results, the supernatant is diluted with PBS for 5 concentration gradients in turn, and the protein concentration is at 0 .02.0.5 mg/mL range.


After freeze-drying the wet gluten mass without adding HPMC and adding 2% HPMC that had been frozen for 0 days and 60 days, some samples were cut out, sprayed with gold 90 S with an electron sputter, and then placed in a scanning electron microscope (JSM.6490LV). Morphological observation was carried out. La tensió d’acceleració es va establir en 20 kV i la ampliació va ser de 100 vegades.
3.2.4.10 Processament de dades
Tots els resultats s’expressen com a desviació mitjana de 4 estàndard, i els experiments anteriors es van repetir almenys tres vegades, tret de la microscòpia electrònica d’escaneig. Utilitzeu Origen 8.0 per dibuixar gràfics i utilitzeu SPSS 19.0 per a un. Anàlisi de la variància de la variància i la prova de rang múltiple de Duncan, el nivell de significació va ser de 0,05.
3. Resultats i discussió
3.3.1 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació sobre les propietats reològiques de la massa de gluten humit
Rheological properties are an effective way to reflect the structure and properties of food materials and to predict and evaluate product quality [113J. As we all know, gluten protein is the main material component that gives dough viscoelasticity. Com es mostra a la figura 3.1, els resultats de la freqüència dinàmica de freqüència (0,1.10 Hz) mostren que el mòdul d’emmagatzematge (mòdul elàstic, g ’)) de totes les mostres de massa de gluten humida és superior al mòdul de pèrdua (mòdul viscós), g”), per tant, la massa de gluten humida va mostrar característiques reològiques semblants a sòlid L’estructura de reticulació mútua formada per una interacció covalent o no covalent és la columna vertebral de la massa de la massa [114]. El 0,5% i l’1% HPMC afegits van mostrar diferents graus de disminució (Fig. 3.1, 115). Sexual differences (Figure 3.1, D). Això indica que l'estructura de xarxa tridimensional de la massa de gluten humida sense HPMC va ser destruïda pels cristalls de gel formats durant el procés de congelació, que és coherent amb els resultats que van trobar Kontogiorgos, Goff i Kasapis (2008), que van creure que el temps de congelació prolongat va provocar la funcionalitat i l'estabilitat de l'estructura de la gota.

Fig 3．1 Efecte de l’addició de HPMC i l’emmagatzematge congelat sobre les propietats reològiques de la massa de gluten

During frozen storage, the moisture in the wet gluten mass crystallizes because the temperature is lower than its freezing point, and it is accompanied by a recrystallization process over time (due to fluctuations in temperature, migration and distribution of moisture, changes in moisture state, etc.) , which in turn leads to the growth of ice crystals (increase in size), which makes the ice crystals located in the dough network structure destroy their integrity and break some chemical bonds through physical extrusió. However, by comparing with the comparison of groups showed that the addition of HPMC could effectively inhibit the formation and growth of ice crystals, thereby protecting the integrity and strength of the gluten network structure, and within a certain range, the inhibitory effect was positively correlated with the amount of HPMC added.
3.3.2 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació al contingut d’humitat del congelador (CFW) i estabilitat tèrmica

Els cristalls de gel estan formats per la transició de fase de l’aigua congelada a temperatures per sota del seu punt de congelació. Per tant, el contingut d’aigua congelable afecta directament el nombre, la mida i la distribució dels cristalls de gel a la massa congelada. The experimental results (Table 3.2) show that as the freezing storage time is extended from 0 days to 60 days, the wet gluten mass Chinese silicon gradually becomes larger, which is consistent with the research results of others [117'11 81]. In particular, after 60 days of frozen storage, the phase transition enthalpy (day) of the wet gluten mass without HPMC increased from 134.20 J/g (0 d) to 166.27 J/g (60 d), that is, the increase increased by 23.90%, while the freezable moisture content (CF silicon) increased from 40.08% to 49.78%, an increase of 19.59%. However, for the samples supplemented with 0.5%, 1% and 2% HPMC, after 60 days of freezing, the C-chat increased by 20.07%, 16, 63% and 15.96%, respectively, which is consistent with Matuda, et a1. (2008) va trobar que l'entalpia de fusió (Y) de les mostres amb col·loides hidrofílics afegits va disminuir en comparació amb les mostres en blanc [119].
The increase in CFW is mainly due to the recrystallization process and the change of the gluten protein conformation, which changes the state of water from non-freezable water to freezable water. Aquest canvi d’estat d’humitat permet que els cristalls de gel quedin atrapats en els intersticis de l’estructura de la xarxa, l’estructura de la xarxa (porus) es fa més gran, cosa que al seu torn condueix a una major esprémer i destrucció de les parets dels porus. No obstant això, la diferència significativa de 0W entre la mostra amb un cert contingut de HPMC i la mostra en blanc demostra que HPMC pot mantenir l'estat d'aigua relativament estable durant el procés de congelació, reduint així el dany dels cristalls de gel a l'estructura de la xarxa de gluten i fins i tot inhibint la qualitat del producte. deteriorament.

3.3.2.2 Efectes d’afegir diferents continguts de HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació a l’estabilitat tèrmica de la proteïna del gluten
L’estabilitat tèrmica del gluten té una influència important en la formació de gra i la qualitat del producte de la pasta processada tèrmicament [211]. La figura 3.2 mostra la corba DSC obtinguda amb la temperatura (° C) com a abscisa i flux de calor (MW) com a ordenada. Els resultats experimentals (taula 3.3) van trobar que la temperatura de desnaturalització de la calor de la proteïna del gluten sense congelació i sense afegir I-IPMC era de 52,95 ° C, que era coherent amb Leon, et a1. (2003) i Khatkar, Barak i Mudgil (2013) van reportar resultats molt similars [120m11. Amb l’addició del 0% sense congelació, O. En comparació amb la temperatura de desnaturalització de la calor de la proteïna del gluten amb un 5%, 1% i 2% HPMC, la temperatura de deformació de la calor de la proteïna gluten corresponent a 60 dies va augmentar en 7,40 ℃, 6,15 ℃, 5,02 ℃ i 4,58 ℃, respectivament. Evidentment, sota la condició del mateix temps d’emmagatzematge de congelació, l’augment de la temperatura màxima de desnaturalització (N) va disminuir seqüencialment amb l’augment de l’addició de HPMC. Això és coherent amb la regla de canvi dels resultats del crit. A més, per a les mostres no congelades, a mesura que augmenta la quantitat de HPMC, els valors N disminueixen seqüencialment. Això pot ser degut a les interaccions intermoleculars entre HPMC amb activitat superficial molecular i gluten, com la formació d’enllaços covalents i no covalents [122J].

Nota: diferents lletres de minúscules superíndies a la mateixa columna indiquen una diferència significativa (p <0.05) A més, Myers (1990) va creure que una ANG més alta significa que la molècula de proteïna exposa més grups hidrofòbics i participa en el procés de desnaturalització de la molècula [1231]. Therefore, more hydrophobic groups in gluten were exposed during freezing, and HPMC could effectively stabilize the molecular conformation of gluten.

Fig 3．2 Termogrames DSC típics de proteïnes de gluten amb 0 ％ HPMC (a) ； amb O．5 ％ HPMC (b) ； amb 1 ％ HPMC (C) ； amb 2 ％ HPMC (D) després de diferent temps d’emmagatzematge congelat ， de 0D a 60D indicat de la curva més baixa a la més alta de cada gràfic．．． Nota: A és la corba DSC del gluten de blat sense afegir HPMC; B is the addition of O. DSC curve of wheat gluten with 5% HPMC; C is the DSC curve of wheat gluten with 1% HPMC; D is the DSC curve of wheat gluten with 2% HPMC 3.3.3 Effects of HPMC addition amount and freezing time on free sulfhydryl content (C-SH) Intermolecular and intramolecular covalent bonds are very important for the stability of dough network structure. A disulfide bond (-SS-) is a covalent linkage formed by dehydrogenation of two free sulfhydryl groups (.SH). La glutenina es compon de glutenina i gliadina, els primers poden formar enllaços disulfur intramoleculars i intermoleculars, mentre que els segons només poden formar enllaços disulfur intramoleculars [1241], per tant, els enllaços disulfur són un enllaç de disulfur intramolecular/intermolecular. important way of cross-linking. En comparació amb l’afegit del 0%, O. El C-S-S-SH del 5% i l’1% HPMC sense tractament de congelació i el C-S-SH de gluten després de 60 dies de congelació tenen diferents graus d’augment respectivament. Concretament, la cara sense HPMC va afegir gluten C. SH va augmentar en 3,74 "mol/g a 8,25" mol/g, mentre que C.Sh, marisc, amb gluten suplementat amb 0,5% i 1% HPMC va augmentar un 2,76 "mol/g a 7,25" "mol/g i 1,33" mol/g a 5,66 "mol/g (Fig. 3.3). (2012) va trobar que després de 120 dies d’emmagatzematge congelat, el contingut de grups de tiol lliures va augmentar significativament [1071. Val la pena assenyalar que la C-S-S-SH de proteïna de gluten va ser significativament inferior al d’altres períodes d’emmagatzematge congelat quan el període de congelació va ser de 15 dies, cosa que pot atribuir Temps de congelació més curt [1161.

Fig 3．3 Effect of HPMC addition and frozen storage on the content of free-SH for gluten proteins As mentioned above, freezable water can form ice crystals at low temperatures and distribute in the interstices of the gluten network. Therefore, with the prolongation of freezing time, the ice crystals become larger, which squeezes the gluten protein structure more seriously, and leads to the breakage of some intermolecular and intramolecular disulfide bonds, which increases the content of free sulfhydryl groups. On the other hand, the experimental results show that HPMC can protect the disulfide bond from the extrusion damage of ice crystals, thereby inhibiting the depolymerization process of gluten protein. 3.3.4 Effects of HPMC addition amount and freezing storage time on transverse relaxation time (T2) of wet gluten mass The distribution of Transverse Relaxation Time (T2) can reflect the model and dynamic process of water migration in food materials [6]. Figure 3.4 shows the distribution of wet gluten mass at 0 and 60 days with different HPMC additions, including 4 main distribution intervals, namely 0.1.1 ms (T21), 1.10 ms (T22), 10.100 ms (dead;) and 1 00-1 000 ms (T24). Bosmans et al. (2012) found a similar distribution of wet gluten mass [1261], and they suggested that protons with relaxation times below 10 ms could be classified as rapidly relaxing protons, which are mainly derived from poor mobility the bound water, therefore, may characterize the relaxation time distribution of bound water bound to a small amount of starch, while Dang may characterize the relaxation time distribution of bound water bound to gluten protein. A més, Kontogiorgos (2007) - T11¨, les "cadenes" de l'estructura de la xarxa de proteïnes del gluten es componen de diverses capes (fulls) a uns 5 nm de distància, i l'aigua que conté aquestes capes és d'aigua limitada (o aigua a granel, aigua de fase), la mobilitat d'aquesta aigua es troba entre la mobilitat de l'aigua límit i l'aigua lliure. I T23 es pot atribuir a la distribució del temps de relaxació de l’aigua restringida. The T24 distribution (>100 ms) has a long relaxation time, so it characterizes free water with strong mobility. This water exists in the pores of the network structure, and there is only a weak capillary force with the gluten protein system.

Fig.
Nota: A i B representen les corbes de distribució de temps de relaxació transversal (N) de gluten humit amb diferents continguts de HPMC afegits durant 0 dies i 60 dies en l'emmagatzematge de congelació, respectivament,
Comparing the wet gluten doughs with different addition amounts of HPMC stored in frozen storage for 60 days and unfrozen storage respectively, it was found that the total distribution area of T21 and T24 did not show a significant difference, indicating that the addition of HPMC did not significantly increase the relative amount of bound water. content, which may be due to the fact that the main water-binding substances (gluten protein with a small amount of starch) were not significantly changed by the addition of a small amount of HPMC. On the other hand, by comparing the distribution areas of T21 and T24 of wet gluten mass with the same amount of HPMC added for different freezing storage times, there is also no significant difference, which indicates that the bound water is relatively stable during the freezing storage process, and has a negative impact on the environment. Els canvis són menys sensibles i menys afectats.
However, there were obvious differences in the height and area of ​​T23 distribution of wet gluten mass that was not frozen and contained different HPMC additions, and with the increase of addition, the height and area of ​​T23 distribution increased (Fig. 3.4). This change shows that HPMC can significantly increase the relative content of limited water, and it is positively correlated with the added amount within a certain range. A més, amb l’extensió del temps d’emmagatzematge de congelació, l’alçada i l’àrea de la distribució T23 de la massa de gluten humit amb el mateix contingut de HPMC va disminuir fins a diferents graus. Per tant, en comparació amb l’aigua lligada, l’aigua limitada va mostrar un cert efecte sobre l’emmagatzematge de congelació. Sensibilitat. This trend suggests that the interaction between the gluten protein matrix and the confined water becomes weaker. Això pot ser degut a que s’exposen més grups hidrofòbics durant la congelació, cosa que és coherent amb les mesures de temperatura màxima de desnaturalització tèrmica. In particular, the height and area of ​​the T23 distribution for the wet gluten mass with 2% HPMC addition did not show a significant difference. Això indica que HPMC pot limitar la migració i la redistribució de l’aigua i pot inhibir la transformació de l’estat d’aigua de l’estat restringit a l’estat lliure durant el procés de congelació.
A més, l'alçada i la superfície de la distribució T24 de la massa de gluten humit amb diferents continguts de HPMC eren significativament diferents (Fig. 3.4, A), i el contingut relatiu de l'aigua lliure es va correlacionar negativament amb la quantitat de HPMC afegida. This is just the opposite of the Dang distribution. Therefore, this variation rule indicates that HPMC has water holding capacity and converts free water to confined water. No obstant això, després de 60 dies de congelació, l'alçada i la superfície de la distribució T24 van augmentar fins a diferents graus, cosa que va indicar que l'estat d'aigua va canviar de l'aigua restringida a l'estat de flux lliure durant el procés de congelació. Això es deu principalment al canvi de la conformació de proteïnes del gluten i a la destrucció de la unitat de "capa" en l'estructura del gluten, que canvia l'estat de l'aigua confinada que hi ha. Tot i que el contingut d’aigua congelada determinada per DSC també augmenta amb l’extensió del temps d’emmagatzematge de congelació, però, a causa de la diferència en els mètodes de mesura i els principis de caracterització dels dos, l’aigua congelable i l’aigua lliure no són del tot equivalents. Per a la massa de gluten humida afegida amb un 2% de HPMC, després de 60 dies d’emmagatzematge de congelació, cap de les quatre distribucions va mostrar diferències significatives, cosa que indica que l’HPMC pot retenir efectivament l’estat de l’aigua a causa de les seves propietats d’aigua i la seva interacció amb el gluten. and stable liquidity.
3.3.5 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació sobre l’estructura secundària de la proteïna del gluten
Generally speaking, the secondary structure of protein is divided into four types, α-Spiral, β-folded, β-Corners and random curls. Els enllaços secundaris més importants per a la formació i estabilització de la conformació espacial de les proteïnes són els enllaços d’hidrogen. Per tant, la desnaturalització de proteïnes és un procés de trencament d’enllaços d’hidrogen i canvis conformacionals.
Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) has been widely used for high-throughput determination of the secondary structure of protein samples. The characteristic bands in the infrared spectrum of proteins mainly include, amide I band (1700.1600 cm-1), amide II band (1600.1500 cm-1) and amide III band (1350.1200 cm-1). Correspondingly, the amide I band the absorption peak originates from the stretching vibration of the carbonyl group (-C=O-.), the amide II band is mainly due to the bending vibration of the amino group (-NH-) [1271], and the amide III band is mainly due to the amino bending vibration and .CN-．Synchronous compound vibration in the same plane of bond stretching vibració i té una alta sensibilitat als canvis en l'estructura secundària proteïna [128'1291. Tot i que les tres bandes característiques anteriors són tots els pics d’absorció d’infrarojos característics de proteïnes, l’específic és a dir, la intensitat d’absorció de la banda amida II és menor, de manera que la precisió semi-quantitativa de l’estructura secundària proteïna és pobra; Si bé la intensitat d’absorció màxima de la banda amida I és més alta, de manera que molts investigadors analitzen l’estructura secundària de la proteïna per part d’aquesta banda [1301, però el pic d’absorció d’aigua i la banda amida I es sobreposen a uns 1640 cm. 1 Wavenumber (superposat), que al seu torn afecta la precisió dels resultats. Per tant, la interferència de l’aigua limita la determinació de la banda d’amida I en la determinació de l’estructura secundària proteïna. En aquest experiment, per evitar la interferència de l’aigua, es va obtenir el contingut relatiu de quatre estructures secundàries de proteïna de gluten analitzant la banda amida III. Posició màxima (interval de wavenumber) de
L’atribució i la designació es mostren a la taula 3.4.
Tab 3．4 Posicions màximes i assignació d’estructures secundàries originades per la banda amida III en els espectres FT-IR

Figure 3.5 is the infrared spectrum of the amide III band of gluten protein added with different contents of HPMC for 0 days after being frozen for 0 days after deconvolution and fitting of the second derivative. (2001) va aplicar el segon derivat per adaptar -se als pics desconvoltats amb formes de pic similars [1321]. Per tal de quantificar els canvis de contingut relatiu de cada estructura secundària, la taula 3.5 resumeix el contingut percentual relatiu de les quatre estructures secundàries de la proteïna de gluten amb diferents temps de congelació i diferents addicions de HPMC (àrea total integral màxima/pic total).

Fig.

Amb la prolongació del temps d’emmagatzematge congelat, l’estructura secundària de la proteïna del gluten amb diferents addicions de HPMC va canviar en diferents graus. Es pot veure que tant l’emmagatzematge congelat com l’addició de HPMC tenen un efecte sobre l’estructura secundària de la proteïna de gluten. Independentment de la quantitat d’HPMC afegida, B. L’estructura plegada és l’estructura més dominant, que representa al voltant del 60%. After 60 days of frozen storage, add 0%, OB Gluten of 5% and 1% HPMC. The relative content of folds increased significantly by 3.66%, 1.87% and 1.16%, respectively, which was similar to the results determined by Meziani et al. (2011) [l33J]. However, there was no significant difference during frozen storage for gluten supplemented with 2% HPMC. A més, quan es congela durant 0 dies, amb l’augment de l’addició d’HPMC, pàg. The relative content of folds increased slightly, especially when the addition amount was 2%, p. The relative content of folds increased by 2.01%. D. The folded structure can be divided into intermolecular p. Folding (caused by aggregation of protein molecules), antiparallel p. Plegat i paral·lel P. Es pleguen tres subestructures i és difícil determinar quina subestructura es produeix durant el procés de congelació
va canviar. Alguns investigadors creuen que l’augment del contingut relatiu de l’estructura del tipus B comportarà un augment de la rigidesa i la hidrofobicitat de la conformació estèrica [41], i altres investigadors creuen que pàg. The increase in folded structure is due to part of the new β-Fold formation is accompanied by a weakening of the structural strength maintained by hydrogen bonding [421]. β- The increase in the folded structure indicates that the protein is polymerized through hydrophobic bonds, which is consistent with the results of the peak temperature of thermal denaturation measured by DSC and the distribution of transverse relaxation time measured by low-field nuclear magnetic resonance. Desnaturalització de proteïnes. D'altra banda, va afegir un 0,5%, 1% i 2% de proteïna de gluten HPMC. The relative content of helix increased by 0.95%, 4.42% and 2.03% respectively with the prolongation of freezing time, which is consistent with Wang, et a1. (2014) found similar results [134]. 0 of gluten without added HPMC. There was no significant change in the relative content of helix during the frozen storage process, but with the increase of the addition amount of freeze for 0 days. Hi va haver diferències significatives en el contingut relatiu de les estructures de remolí α.



Totes les mostres amb l’extensió del temps de congelació, pàg. El contingut relatiu de les cantonades es va reduir significativament. Això demostra que el β-torn és molt sensible al tractament de la congelació [135. 1361], i si s’afegeix HPMC o no té cap efecte. Wellner, et a1. (2005) proposed that the β-chain turn of gluten protein is related to the β-turn space domain structure of the glutenin polypeptide chain [l 37]. Except that the relative content of random coil structure of gluten protein added with 2% HPMC had no significant change in frozen storage, the other samples were significantly reduced, which may be caused by the extrusion of ice crystals. In addition, when frozen for 0 days, the relative contents of α-helix, β-sheet and β-turn structure of gluten protein added with 2% HPMC were significantly different from those of gluten protein without HPMC. This may indicate that there is an interaction between HPMC and gluten protein, forming new hydrogen bonds and then affecting the conformation of the protein; or HPMC absorbs the water in the pore cavity of the protein space structure, which deforms the protein and leads to more changes between the subunits. Tanca. The increase of the relative content of β-sheet structure and the decrease of the relative content of β-turn and α-helix structure are consistent with the above speculation. During the freezing process, the diffusion and migration of water and the formation of ice crystals destroy the hydrogen bonds that maintain the conformational stability and expose the hydrophobic groups of proteins. A més, des de la perspectiva de l’energia, com més petita sigui l’energia de la proteïna, més estable és. A baixa temperatura, el comportament d’autoorganització (plegament i desplegament) de molècules de proteïnes procedeix espontàniament i condueix a canvis conformacionals.
En conclusió, quan es va afegir un contingut més elevat de HPMC, a causa de les propietats hidròfils de HPMC i la seva interacció amb la proteïna, HPMC podria inhibir eficaçment el canvi de l’estructura secundària de la proteïna de gluten durant el procés de congelació i mantenir la conformació de proteïnes estable.
3.3.6 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge de congelació a la hidrofobicitat superficial de la proteïna del gluten

TAB3．6 Efecte de l’addició d’HPMC i l’emmagatzematge congelat sobre la hidrofobicitat superficial del gluten

Nota: A la mateixa fila, hi ha una lletra superíndica sense m i b, cosa que indica que hi ha una diferència significativa (<0,05);

After 60 days of frozen storage, add 0%, O. The surface hydrophobicity of gluten with 5%, 1% and 2% HPMC increased by 70.53%, 55.63%, 43.97% and 36.69%, respectively (Table 3.6). In particular, the surface hydrophobicity of the gluten protein without adding HPMC after being frozen for 30 days has increased significantly (P<0.05), and it is already greater than the surface of the gluten protein with 1% and 2% HPMC added after freezing for 60 days Hydrophobicity. At the same time, after 60 days of frozen storage, the surface hydrophobicity of gluten protein added with different contents showed significant differences. No obstant això, després de 60 dies d’emmagatzematge congelat, la hidrofobicitat superficial de la proteïna del gluten afegida amb un 2% de HPMC només va augmentar de 19.749 a 26.995, que no era significativament diferent del valor d’hidrofobicitat superficial després de 30 dies d’emmagatzematge congelat, i sempre va ser inferior al valor de la hidrofobicitat superficial de la mostra. This indicates that HPMC can inhibit the denaturation of gluten protein, which is consistent with the results of DSC determination of the peak temperature of heat deformation. Això es deu al fet que l’HPMC pot inhibir la destrucció de l’estructura de proteïnes per recristalització i per la seva hidrofilicitat,
L’HPMC es pot combinar amb els grups hidròfils a la superfície de la proteïna mitjançant enllaços secundaris, canviant així les propietats superficials de la proteïna, alhora que limita l’exposició de grups hidrofòbics (taula 3.6).
3.3.7 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i el temps d’emmagatzematge de congelació a l’estructura del gluten micro-xarxes



Note: A is the microstructure of gluten network without adding HPMC and frozen for 0 days; B is the microstructure of gluten network without adding HPMC and frozen for 60 days; C és la microestructura de la xarxa de gluten amb un 2% de HPMC afegit i congelat durant 0 dies: D és la microestructura de la xarxa de gluten amb un 2% de HPMC afegit i congelat durant 60 dies
After 60 days of frozen storage, the microstructure of the wet gluten mass without HPMC was significantly changed (Fig. 3.7, AB). Als 0 dies, les microestructures de gluten amb un 2% o un 0% HPMC van mostrar una forma completa, gran
Petita morfologia com a esponja aproximada aproximada. However, after 60 days of frozen storage, the cells in the gluten microstructure without HPMC became larger in size, irregular in shape, and unevenly distributed (Fig. 3.7, A, B), mainly due to the This is caused by the fracture of the "wall", which is consistent with the measurement results of the free thiol group content, that is, during the freezing process, the ice crystal squeezes and breaks the disulfide Enllaç, que afecta la força i la integritat de l’estructura. As reported by Kontogiorgos & Goff (2006) and Kontogiorgos (2007), the interstitial regions of the gluten network are squeezed due to freeze-shrinkage, resulting in structural disruption [138. 1391]. In addition, due to dehydration and condensation, a relatively dense fibrous structure was produced in the spongy structure, which may be the reason for the decrease in free thiol content after 15 days of frozen storage, because more disulfide bonds were generated and frozen storage. L’estructura del gluten no es va danyar greument durant un temps més curt, que és coherent amb Wang, et a1. (2014) van observar fenòmens similars [134]. At the same time, the destruction of the gluten microstructure leads to freer water migration and redistribution, which is consistent with the results of low-field time-domain nuclear magnetic resonance (TD-NMR) measurements. Some studies [140, 105] reported that after several freeze-thaw cycles, the gelatinization of rice starch and the structural strength of the dough became weaker, and the water mobility became higher. Nonetheless, after 60 days of frozen storage, the microstructure of gluten with 2% HPMC addition changed less, with smaller cells and more regular shapes than gluten without HPMC addition (Fig. 3.7, B, D). Això indica, a més, que HPMC pot inhibir eficaçment la destrucció de l'estructura del gluten per recristalització.

This experiment investigated the rheology of wet gluten dough and gluten protein by adding HPMC with different contents (0%, 0.5%, 1% and 2%) during freezing storage (0, 15, 30 and 60 days). Propietats, propietats termodinàmiques i efectes de les propietats fisicoquímiques. The study found that the change and redistribution of water state during the freezing storage process significantly increased the freezable water content in the wet gluten system, which led to the destruction of the gluten structure due to the formation and growth of ice crystals, and ultimately caused the processing properties of the dough to be different. Deteriorament de la qualitat del producte. The results of frequency scanning showed that the elastic modulus and viscous modulus of the wet gluten mass without adding HPMC decreased significantly during the freezing storage process, and the scanning electron microscope showed that its microstructure was damaged. El contingut del grup de sulfhidril lliure es va augmentar significativament i es va exposar més el seu grup hidrofòbic, cosa que va fer que la temperatura de desnaturalització tèrmica i la hidrofobicitat superficial de la proteïna gluten va augmentar significativament. Tot i això, els resultats experimentals mostren que l’addició d’I-IPMC pot inhibir eficaçment els canvis en l’estructura i les propietats de la massa de gluten humida i la proteïna de gluten durant l’emmagatzematge de congelació i, dins d’un determinat rang, aquest efecte inhibidor es correlaciona positivament amb l’addició d’HPMC. Això es deu al fet que l’HPMC pot reduir la mobilitat de l’aigua i limitar l’augment del contingut d’aigua congelable, inhibint així el fenomen de recristalització i mantenir l’estructura de la xarxa de gluten i la conformació espacial de la proteïna relativament estable. Això demostra que l’addició de HPMC pot mantenir eficaçment la integritat de l’estructura de la massa congelada, garantint així la qualitat del producte.
Capítol 4 Efectes de l’addició d’HPMC sobre l’estructura i les propietats del midó sota emmagatzematge congelat
4.1 Introducció
Starch is a chain polysaccharide with glucose as the monomer. key) two types. From a microscopic point of view, starch is usually granular, and the particle size of wheat starch is mainly distributed in two ranges of 2-10 pro (B starch) and 25-35 pm (A starch). Des de la perspectiva de l’estructura de cristall, els grànuls de midó inclouen regions cristal·lines i regions amorfes (JE, regions no cristal·lines) i les formes de cristall es divideixen encara més en tipus A, B i C (es converteix en tipus V després de la gelatinització completa). Generalment, la regió cristal·lina consisteix en amilopectina i la regió amorfa consisteix principalment en amilosa. This is because, in addition to the C chain (main chain), amylopectin also has side chains composed of B (Branch Chain) and C (Carbon Chain) chains, which makes amylopectin appear "tree-like" in raw starch. The shape of the crystallite bundle is arranged in a certain way to form a crystal.
El midó és un dels components principals de la farina i el seu contingut és fins al voltant del 75% (base seca). Al mateix temps, com a hidrats de carboni àmpliament presents en els grans, el midó també és el principal material de font d’energia dels aliments. Al sistema de massa, el midó es distribueix majoritàriament i s’uneix a l’estructura de xarxa de la proteïna de gluten. Durant el processament i l’emmagatzematge, els midons sovint experimenten etapes de gelatinització i envelliment.
Among them, starch gelatinization refers to the process in which starch granules are gradually disintegrated and hydrated in a system with high water content and under heating conditions. It can be roughly divided into three main processes. 1) Reversible water absorption stage; before reaching the initial temperature of gelatinization, the starch granules in the starch suspension (Slurry) keep their unique structure unchanged, and the external shape and internal structure basically do not change. Only very little soluble starch is dispersed in the water and can be restored to its original state. 2) l’etapa d’absorció d’aigua irreversible; A mesura que la temperatura augmenta, l’aigua entra a la bretxa entre els feixos de cristall de midó, absorbeix irreversiblement una gran quantitat d’aigua, fent que el midó s’infli, el volum s’expandeix diverses vegades i es trenquen els enllaços d’hidrogen entre les molècules de midó. S’estira i els cristalls desapareixen. Al mateix temps, el fenomen de birefringència del midó, és a dir, la creu maltesa observada sota un microscopi polaritzador comença a desaparèixer i la temperatura en aquest moment s’anomena temperatura de gelatinització inicial del midó. 3) Etapa de desintegració del grànul de midó; starch molecules completely enter the solution system to form starch paste (Paste/Starch Gel), at this time the viscosity of the system is the largest, and the birefringence phenomenon completely disappears, and the temperature at this time is called the complete starch gelatinization temperature, the gelatinized starch is also called α-starch [141]. When the dough is cooked, the gelatinization of starch endows the food with its unique texture, flavor, taste, color, and processing characteristics.

Many studies have shown that the gel strength of starch paste decreases, it is easy to age, and its quality deteriorates under the condition of freezing storage, such as Canet, et a1. (2005) va estudiar l'efecte de la temperatura de congelació sobre la qualitat del puré de midó de patata; Ferrero, et a1. (1993) va investigar els efectes de la velocitat de congelació i diferents tipus d’additius sobre les propietats de les pastes de midó de blat i blat de moro [151-156]. However, there are relatively few reports on the effect of frozen storage on the structure and properties of starch granules (native starch), which needs to be further explored. Frozen dough (excluding pre-cooked frozen dough) is in the form of ungelatinized granules under the condition of frozen storage. Per tant, estudiar l'estructura i els canvis estructurals del midó natiu afegint HPMC té un cert efecte en la millora de les propietats de processament de la massa congelada. significance.

4.2 Materials i mètodes experimentals



Nom de l'equip
HH bany d'aigua de temperatura digital constant
Bsal24S Balanç electrònic



DHG. 9070a forn d'assecat explosiu
KDC. Centrífuga refrigerada d'alta velocitat de 160 hores

P. 200 calorímetre d’escaneig diferencial
D/max2500v Tipus X. Difractòmetre de raigs

Frabricant
Jiangsu Jintan Jincheng Guosheng Fàbrica d'instruments experimentals
Sartorius, Alemanya
Grup Haier
Hefei Meiling Co., Ltd.

Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.









Traieu les mostres esmentades anteriorment tractades amb el temps de congelació corresponent, equilibreu a 4 ° C durant 4 hores i, a continuació, passeu a la temperatura ambient fins que es descongelin completament.
(1) Característiques de gelatinització de midó
En aquest experiment, es va utilitzar un reòmetre en lloc d’un viscometer ràpid per mesurar les característiques de gelatinització del midó. Vegeu Bae et A1. (2014) method [1571] with slight modifications. The specific program parameters are set as follows: use a plate with a diameter of 40 mill, the gap (gap) is 1000 mm, and the rotation speed is 5 rad/s; I) incubate at 50 °C for 1 min; ii) at 5. C/min heated to 95°C; iii) kept at 95°C for 2.5 min, iv) then cooled to 50°C at 5°C/min; v) lastly held at 50°C for 5 min.
Draw 1.5 mL of sample solution and add it to the center of the rheometer sample stage, measure the gelatinization properties of the sample according to the above program parameters, and obtain the time (min) as the abscissa, the viscosity (Pa s) and the temperature (°C) as the starch gelatinization curve of the ordinate. Segons GB/T 14490.2008 [158], s’obtenen els indicadors característics de gelatinització corresponents: la viscositat màxima (camp), la temperatura màxima (ANG), la viscositat mínima (alta), la viscositat final (relació) i el valor de la decadència (desglossament). Valor, bv) i valor de regeneració (valor de retrocés, SV), en què, valor de decadència = viscositat màxima - viscositat mínima; Valor de retrocés = viscositat final: viscositat mínima. Cada mostra es va repetir tres vegades.
(2) Prova de flux constant de la pasta de midó
La pasta de midó gelatinitzada anterior va ser sotmesa a la prova de flux constant, segons el mètode d’Achayuthakan i Suphantharika [1591, els paràmetres es van establir en: Mode Sweep de flux, Stand a 25 ° C durant 10 min, i el rang d’escaneig de velocitat de cisalla va ser d’1) 0,1 s. 100S ～, 2) 100s ～. 0.1 S～, the data is collected in logarithmic mode, and 10 data points (plots) are recorded every 10 times the shear rate, and finally the shear rate (Shear Rate, SI) is taken as the abscissa, and the shear viscosity ( Viscosity, pa ·s) is the rheological curve of the ordinate. Use Origin 8.0 to perform nonlinear fitting of this curve and obtain the relevant parameters of the equation, and the equation satisfies the power law (Power Law), that is, t/=K), nI, where M is the shear viscosity (pa ·s), K is the consistency coefficient (Pa ·s), is the shear rate (s. 1), and n is the flow behavior index (Flow Behavior Index, dimensionless).
4.2.3.3 Propietats de gel de pasta de midó

Preneu 2,5 g d’amiloide i barregeu -lo amb aigua destil·lada en una proporció d’1: 2 per fer llet de midó. Congelar -se a 18 ° C durant 15 d, 30 d i 60 d. Afegiu 0,5, 1, 2% HPMC (p/p) per substituir el midó de la mateixa qualitat i altres mètodes de preparació es mantenen inalterats. Un cop finalitzat el tractament de congelació, traieu -lo, equilibreu -lo a 4 ° C durant 4 h, i després descongelareu a temperatura ambient fins que es prova.

Take 1.5 mL of sample solution and place it on the sample stage of the rheometer (Discovery.R3), press down the 40 m/n plate with a diameter of 1500 mm, and remove the excess sample solution, and continue to lower the plate to 1000 mm, on motor, the speed was set to 5 rad/s and rotated for 1 min to fully homogenize the sample solution and avoid the sedimentation of starch granules. L’exploració de la temperatura s’inicia a 25 ° C i s’acaba a 5. C/min es va elevar a 95 ° C, es va mantenir durant 2 min, i després es va baixar a 25 ° C a 5 "C/min.

Then, sweep the oscillation frequency, set the strain amount (strain) to 0.1% (according to the strain sweep results), and set the frequency range to O. 1 to 10 Hz. Cada mostra es va repetir tres vegades.


After the corresponding freezing treatment time, the samples were taken out, thawed completely, and dried in an oven at 40 °C for 48 h. Finalment, es va situar a través d’un tamís de 100 malla per obtenir una mostra de pols sòlida per utilitzar-la (adequada per a proves XRD). Vegeu Xie, et a1. (2014) method for sample preparation and determination of thermodynamic properties '1611, weigh 10 mg of starch sample into a liquid aluminum crucible with an ultra-micro analytical balance, add 20 mg of distilled water in a ratio of 1:2, press and seal it and place it at 4 °C In the refrigerator, equilibrated for 24 h. Freeze at 18°C (0, 15, 30 and 60 days). Add 0.5%, 1%, 2% (w/w) HPMC to replace the corresponding quality of starch, and other preparation methods remain unchanged. After the freezing storage time is over, take out the crucible and equilibrate at 4 °C for 4 h.



The thawed frozen starch samples were dried in an oven at 40 °C for 48 h, then ground and sieved through a 100-mesh sieve to obtain starch powder samples. Take a certain amount of the above samples, use D/MAX 2500V type X. The crystal form and relative crystallinity were determined by X-ray diffractometer. Els paràmetres experimentals són de tensió 40 kV, corrent de 40 mA, utilitzant Cu. KS com X. Ray Font. A temperatura ambient, l’interval d’angle d’escaneig és de 30 a 400 i la velocitat d’escaneig de 20/min. Relative crystallinity (%) = crystallization peak area/total area x 100%, where the total area is the sum of the background area and the peak integral area [1 62].
4.2.3.6 Determinació de la potència d’inflor de midó
Preneu 0,1 g de l’amiloide sec, mòlt i tamisat en un tub de centrífuga de 50 ml, afegiu -hi 10 ml d’aigua destil·lada, agiteu -la bé, deixeu -la reposar durant 0,5 h i, a continuació, poseu -la en un bany d’aigua de 95 ° C a una temperatura constant. After 30 min, after gelatinization is complete, take out the centrifuge tube and place it in an ice bath for 10 min for rapid cooling. Finally, centrifuge at 5000 rpm for 20 min, and pour off the supernatant to obtain a precipitate. Swelling Power=precipitation mass/sample mass [163].
4.2.3.7 Anàlisi i processament de dades
Tots els experiments es van repetir almenys tres vegades, tret que s’especifiqui el contrari i els resultats experimentals es van expressar com a mitjana i desviació estàndard. SPSS Statistist 19 es va utilitzar per a l'anàlisi de la variància (anàlisi de la variància, ANOVA) amb un nivell de significació de 0,05; correlation charts were drawn using Origin 8.0.


According to GB 50093.2010, GB/T 5009.9.2008, GB 50094.2010 (78-s0), the basic components of wheat starch - moisture, amylose/amylopectin and ash content were determined. Els resultats es mostren a la taula 4. 1 que es mostren.


4.3.2 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i el temps d’emmagatzematge congelat sobre les característiques de gelatinització del midó de blat
La suspensió de midó amb una certa concentració s’escalfa a un ritme de calefacció determinat per fer el midó gelatinitzat. After starting to gelatinize, the turbid liquid gradually becomes pasty due to the expansion of starch, and the viscosity increases continuously. Subsequently, the starch granules rupture and the viscosity decreases. When the paste is cooled at a certain cooling rate, the paste will gel, and the viscosity value will further increase. El valor de viscositat quan es refreda a 50 ° C és el valor de viscositat final (figura 4.1).
La taula 4.2 mostra la influència de diversos indicadors importants de les característiques de gelatinització de midó, incloent la viscositat màxima de gelatinització, la viscositat mínima, la viscositat final, el valor de la decadència i el valor d’apreciació i reflecteix l’efecte de l’addició de HPMC i el temps de congelació sobre la pasta de midó. Efectes de les propietats químiques. Els resultats experimentals mostren que la viscositat màxima, la viscositat mínima i la viscositat final del midó sense emmagatzematge congelat van augmentar significativament amb l’augment de l’addició de HPMC, mentre que el valor de la desintegració i el valor de recuperació van disminuir significativament. Specifically, the peak viscosity gradually increased from 727.66+90.70 CP (without adding HPMC) to 758.51+48.12 CP (adding 0.5% HPMC), 809.754-56.59 CP (adding 1 %HPMC), and 946.64+9.63 CP (adding 2% HPMC); the minimum viscosity was increased from 391.02+18.97 CP (blank not adding) to 454.95+36.90 (adding O .5% HPMC), 485.56+54.0.5 (add 1% HPMC) and 553.03+55.57 CP (add 2% HPMC); the final viscosity is from 794.62.412.84 CP ( Without adding HPMC) increased to 882.24±22.40 CP (adding 0.5% HPMC), 846.04+12.66 CP (adding 1% HPMC) and 910.884-34.57 CP (adding 2 %HPMC); however, the attenuation value gradually decreased from 336.644-71.73 CP (without adding HPMC) to 303.564-11.22 CP (adding 0.5% HPMC), 324.19±2.54 CP (Add
Amb 1% HPMC) i 393.614-45,94 cp (amb 2% HPMC), el valor de retrogradació va disminuir de 403,60+6,13 cp (sense HPMC) a 427,29+14,50 cp, respectivament (0,5% HPMC afegit), 360,484-41,39 cp (15 hpmc afegit) i afegit) i i 0,5% HPMC) i 360,484-41,39 cp (15 hpmc) i afegit) i 0. 357.85+21.00 CP (2% HPMC added). Això i l’addició d’hidrocol·loides com la goma del xantan i la goma de guar obtingudes per Achayuthakan i Sufantharika (2008) i Huang (2009) poden augmentar la viscositat de gelatinització del midó alhora que redueix el valor de retrocés del midó. Això pot ser principalment perquè HPMC actua com una mena de col·loide hidròfil, i l’addició de HPMC augmenta la viscositat màxima de gelatinització a causa del grup hidròfil de la seva cadena lateral, cosa que la fa més hidrofílica que els grànuls de midó a temperatura ambient. A més, l’interval de temperatures del procés de gelatinització tèrmica (procés de termogació) de HPMC és més gran que el de midó (resultats no mostrats), de manera que l’addició de HPMC pot suprimir eficaçment la disminució dràstica de la viscositat a causa de la desintegració de grànuls de midó. Per tant, la viscositat mínima i la viscositat final de la gelatinització de midó va augmentar gradualment amb l’augment del contingut de HPMC.
On the other hand, when the amount of HPMC added was the same, the peak viscosity, minimum viscosity, final viscosity, decay value and retrogradation value of starch gelatinization increased significantly with the extension of freezing storage time. Specifically, the peak viscosity of starch suspension without adding HPMC increased from 727.66±90.70 CP (frozen storage for 0 days) to 1584.44+68.11 CP (frozen storage for 60 days); adding 0.5 The peak viscosity of starch suspension with %HPMC increased from 758.514-48.12 CP (freezing for 0 days) to 1415.834-45.77 CP (freezing for 60 days); starch suspension with 1% HPMC added The peak viscosity of the starch liquid increased from 809.754-56.59 CP (freeze storage for 0 days) to 1298.19-±78.13 CP (frozen storage for 60 days); while the starch suspension with 2% HPMC CP added Gelatinization peak viscosity from 946.64 ± 9.63 CP (0 days frozen) increased to 1240.224-94.06 CP (60 days frozen). At the same time, the lowest viscosity of starch suspension without HPMC was increased from 391.02-41 8.97 CP (freezing for 0 days) to 556.77±29.39 CP (freezing for 60 days); Afegint 0,5 la viscositat mínima de la suspensió de midó amb %HPMC va augmentar de 454.954-36,90 cp (congelació durant 0 dies) a 581.934-72,22 CP (congelació durant 60 dies); La suspensió de midó amb 1% de HPMC va afegir la viscositat mínima del líquid va augmentar de 485.564-54,05 cp (congelació durant 0 dies) a 625.484-67,17 CP (congelació durant 60 dies); Mentre que la suspensió de midó va afegir un 2% de HPMC CP gelatinitzat, la viscositat més baixa va augmentar de 553.034-55,57 cp (0 dies congelats) a 682,58 ± 20,29 cp (60 dies congelats).

The final viscosity of starch suspension without adding HPMC increased from 794.62 ± 12.84 CP (frozen storage for 0 days) to 1413.15 ± 45.59 CP (frozen storage for 60 days). The peak viscosity of starch suspension increased from 882.24 ± 22.40 CP (frozen storage for 0 days) to 1322.86 ± 36.23 CP (frozen storage for 60 days); the peak viscosity of starch suspension added with 1% HPMC The viscosity increased from 846.04 ± 12.66 CP (frozen storage 0 days) to 1291.94 ± 88.57 CP (frozen storage for 60 days); i la viscositat màxima de gelatinització de la suspensió de midó afegida amb un 2% de HPMC va augmentar de 91 0,88 ± 34,57 cp
(Frozen storage for 0 days) increased to 1198.09 ± 41.15 CP (frozen storage for 60 days). Correspondingly, the attenuation value of starch suspension without adding HPMC increased from 336.64 ± 71.73 CP (frozen storage for 0 days) to 1027.67 ± 38.72 CP (frozen storage for 60 days); adding 0.5 The attenuation value of starch suspension with %HPMC increased from 303.56±11.22 CP (frozen storage for 0 days) to 833.9±26.45 CP (frozen storage for 60 days); starch suspension with 1% HPMC added The attenuation value of the liquid was increased from 324.19 ± 2.54 CP (freezing for 0 days) to 672.71 ± 10.96 CP (freezing for 60 days); Mentre que va afegir un 2% de HPMC ， El valor d'atenuació de la suspensió de midó va augmentar de 393,61 ± 45,94 cp (congelació durant 0 dies) a 557,64 ± 73,77 cp (congelació durant 60 dies); Mentre que la suspensió de midó sense HPMC va afegir el valor de retrogradació va augmentar de 403,60 ± 6,13 C
P (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 856,38 ± 16,20 cp (emmagatzematge congelat durant 60 dies); El valor de retrogradació de la suspensió de midó afegit amb un 0,5% HPMC va augmentar de 427,29 ± 14,50 cp (emmagatzematge congelat durant 0 dies) va augmentar fins a 740,93 ± 35,99 cp (emmagatzematge congelat durant 60 dies); El valor de retrogradació de la suspensió de midó afegit amb un 1% de HPMC va augmentar de 360,48 ± 41. 39 CP (frozen storage for 0 days) increased to 666.46 ± 21.40 CP (frozen storage for 60 days); while the retrogradation value of starch suspension added with 2% HPMC increased from 357.85 ± 21.00 CP (frozen storage for 60 days). 0 days) increased to 515.51 ± 20.86 CP (60 days frozen).
Es pot veure que amb la prolongació del temps d’emmagatzematge de congelació, l’índex de característiques de gelatinització de midó va augmentar, que és coherent amb Tao et A1. f2015) 1. Consistent with the experimental results, they found that with the increase of the number of freeze-thaw cycles, the peak viscosity, minimum viscosity, final viscosity, decay value, and retrogradation value of starch gelatinization all increased to different degrees [166J]. Això es deu principalment al procés d’emmagatzematge de congelació, la regió amorfa (regió amorfa) de grànuls de midó es destrueix per cristal·lització de gel, de manera que l’amilosa (el component principal) a la regió amorfa (regió no cristal·lina) es sotmet a la separació de fase (fase. Fase. and an increase in the related attenuation value and retrogradation value. No obstant això, l'addició de HPMC va inhibir l'efecte de la cristal·lització de gel sobre l'estructura del midó. Per tant, la viscositat màxima, la viscositat mínima, la viscositat final, el valor de la desintegració i la taxa de retrogradació de la gelatinització de midó van augmentar amb l’addició de HPMC durant l’emmagatzematge congelat. augmentar i disminuir seqüencialment.


4.3.3 Efectes de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge congelat sobre la viscositat de cisalla de la pasta de midó


Fig 4．2 Thixotropisme de la pasta de midó sense HPMC (A) o amb 2 ％ HPMC (B)

It can be seen from Table 4.3 that all the flow characteristic indices, 2, are less than 1. Therefore, starch paste (whether HPMC is added or whether it is frozen or not) belongs to Pseudoplastic Fluid, and all show shearing Thinning phenomenon (as the shear rate increases, the shear viscosity of the fluid decreases). In addition, the shear rate scans ranged from 0.1 s, respectively. 1 va augmentar fins a 100 s ~, i després va disminuir de 100 SD a O. Les corbes reològiques obtingudes a 1 SD no es superposen completament, i els resultats adequats de K, S també són diferents, de manera que la pasta de midó és un líquid pseudoplàstic tixotròpic (si s’hi afegeix HPMC o si es congela o no). However, under the same freezing storage time, with the increase of HPMC addition, the difference between the fitting results of the K n values ​​of the two scans gradually decreased, which indicates that the addition of HPMC makes the structure of starch paste under shear stress. Es manté relativament estable en virtut de l’acció i redueix l’anell thixotropic "
(Thixotropic Loop) Àrea, que és similar a Temsiripong, et a1. (2005) reported the same conclusion [167]. This may be mainly because HPMC can form intermolecular cross-links with gelatinized starch chains (mainly amylose chains), which "bound" the separation of amylose and amylopectin under the action of shearing force. , so as to maintain the relative stability and uniformity of the structure (Figure 4.2, the curve with shear rate as abscissa and shear stress as ordinate).
On the other hand, for the starch without frozen storage, its K value decreased significantly with the addition of HPMC, from 78.240±1.661 Pa ·sn (without adding HPMC) to 65.240±1.661 Pa ·sn (without adding HPMC), respectively. 683±1.035 Pa ·sn (add 0.5% Hand MC), 43.122±1.047 Pa ·sn (add 1% HPMC), and 13.926±0.330Pa·Sn (add 2% HPMC), while the n value increased significantly, from 0.277 ± 0.011 (without adding HPMC) to 0.277 ± 0.011 in turn. 310 ± 0,009 (afegiu 0,5% HPMC), O. 323 ± 0,013 (afegiu 1% HPMC) i O. 43 1 ± 0,0 1 3 (afegint un 2% HPMC), que és similar als resultats experimentals de Techawipharat, Suphantharika, i Bemiller (2008) i Turabi, Sumnu, & Sahin (2008), i el valor de N de N (2008), i Sahin (2008), i Sahin (2008), i Sahin (2008), i Sahin, i Sahin), i Sahin, i Sahin) i Sahin) i Sahin) i Sahin) i Sahin) i Sahin), demostra que l’addició de HPMC fa que el fluid tingui una tendència a canviar de pseudoplàstic a newtonià [168’1691]. Al mateix temps, per al midó emmagatzemat congelat durant 60 dies, els valors K, N mostraven la mateixa regla de canvi amb l’augment de l’addició de HPMC.
However, with the prolongation of freezing storage time, the values ​​of K and n increased to different degrees, among which the value of K increased from 78.240 ± 1.661 Pa·sn (unadded, 0 days) to 95.570 ± 1, respectively. 2.421 Pa·sn (no addition, 60 days), increased from 65.683±1.035 Pa ·S n (addition of O. 5% HPMC, 0 days) to 51.384±1.350 Pa ·S n (Add to 0.5% HPMC, 60 days), increased from 43.122±1.047 Pa ·sn (adding 1% HPMC, 0 days) to 56.538±1.378 Pa ·sn (adding 1% HPMC, 60 days) ), and increased from 13.926 ± 0.330 Pa ·sn (adding 2% HPMC, 0 days) to 16.064 ± 0.465 Pa ·sn (adding 2% HPMC, 60 days); 0.277 ± 0.011 (without adding HPMC, 0 days) rose to O. 334±0.014 (no addition, 60 days), increased from 0.310±0.009 (0.5% HPMC added, 0 day) to 0.336±0.014 (0.5% HPMC added, 60 days), from 0.323 ± 0.013 (add 1% HPMC, 0 days) to 0.340 ± 0.013 (add 1% HPMC, 60 days), and from 0.431 ± 0.013 (add 1% HPMC, 60 days) 2% HPMC, 0 days) to 0.404+0.020 (add 2% HPMC, 60 days). By comparison, it can be found that with the increase of the addition amount of HPMC, the change rate of K and Knife value decreases successively, which shows that the addition of HPMC can make the starch paste stable under the action of shearing force, which is consistent with the measurement results of starch gelatinization characteristics. Consistent.




Nota: A és el canvi de viscoelasticitat del midó HPMC no afectat amb l'extensió del temps d'emmagatzematge de congelació; B is the addition of O. The change of viscoelasticity of 5% HPMC starch with the extension of freezing storage time; C és el canvi de la viscoelasticitat de l’1% de midó HPMC amb l’extensió del temps d’emmagatzematge de congelació; D és el canvi de la viscoelasticitat del 2% de midó HPMC amb l’extensió del temps d’emmagatzematge de congelació
The starch gelatinization process is accompanied by the disintegration of starch granules, the disappearance of the crystalline region, and the hydrogen bonding between starch chains and moisture, the starch gelatinized to form a heat-induced (Heat. induced) gel with a certain gel strength. As shown in Figure 4.3, for starch without frozen storage, with the increase of HPMC addition, the G' of starch decreased significantly, while G" had no significant difference, and tan 6 increased (Liquid. 1ike), which shows that during the gelatinization process, HPMC interacts with starch, and due to the water retention of HPMC, the addition of HPMC reduces the water loss of starch during the gelatinization process. At the same time, Chaisawang & Suphantharika (2005) found that, adding guar gum and xanthan gum to tapioca starch, the G' of the starch paste also decreased [170]. In addition, with the extension of the freezing storage time, the G' of starch gelatinized decreased to different degrees. This is mainly because during the frozen storage process of starch, the amylose in the amorphous region of starch Els grànuls estan separats per formar midó danyat (midó danyat), cosa que redueix el grau de reticulació intermolecular després de la gelatinització de midó i el grau de reticulació després de la reticulació. Stability and compactness, and the physical extrusion of ice crystals makes the arrangement of "micelles" (microcrystalline structures, mainly composed of amylopectin) in the starch crystallization area more compact, increasing the relative crystallinity of starch, and at the same time , resulting in insufficient combination of molecular chain and water after starch gelatinization, low extension of molecular chain (molecular chain Mobilitat), i finalment va fer que la força del gel del midó disminuís. No obstant això, amb l’augment d’addició d’HPMC, es va suprimir la tendència decreixent de G ’, i aquest efecte es va correlacionar positivament amb l’addició de HPMC. Això va indicar que l’addició de HPMC podria inhibir eficaçment l’efecte dels cristalls de gel sobre l’estructura i les propietats del midó en condicions d’emmagatzematge congelat.
4.3.5 Efectes de la quantitat d’addició d’I-IPMC i temps d’emmagatzematge congelat sobre la capacitat d’inflor del midó
The swelling ratio of starch can reflect the size of starch gelatinization and water swelling, and the stability of starch paste under centrifugal conditions. As shown in Figure 4.4, for starch without frozen storage, with the increase of HPMC addition, the swelling force of starch increased from 8.969+0.099 (without adding HPMC) to 9.282- -L0.069 (adding 2% HPMC), which shows that the addition of HPMC increases the swelling water absorption and makes starch more stable after gelatinization, which is consistent with the conclusion of starch gelatinization characteristics. No obstant això, amb l'extensió del temps d'emmagatzematge congelat, la potència d'inflor del midó va disminuir. En comparació amb 0 dies d’emmagatzematge congelat, la potència d’inflor del midó va disminuir de 8.969-A: 0.099 a 7.057+0 després de l’emmagatzematge congelat durant 60 dies, respectivament. .007 (no HPMC added), reduced from 9.007+0.147 to 7.269-4-0.038 (with O.5% HPMC added), reduced from 9.284+0.157 to 7.777 +0.014 (adding 1% HPMC), reduced from 9.282+0.069 to 8.064+0.004 (adding 2% HPMC). Els resultats van mostrar que els grànuls de midó es van danyar després de la congelació de l'emmagatzematge, donant lloc a la precipitació d'una part del midó soluble i la centrifugació. Per tant, la solubilitat del midó va augmentar i la potència d’inflor va disminuir. A més, després de la congelació de l’emmagatzematge, la pasta de midó gelatinitzada de midó, la seva estabilitat i la seva capacitat de retenció d’aigua van disminuir i l’acció combinada dels dos va reduir la potència d’inflor del midó [1711]. D'altra banda, amb l'augment de l'addició de HPMC, la disminució de la potència d'inflor de midó va disminuir gradualment, cosa que indica que HPMC pot reduir la quantitat de midó danyat format durant l'emmagatzematge de congelació i inhibir el grau de danys del grànul de midó.

Fig 4．4 Efecte de l’addició de HPMC i l’emmagatzematge congelat sobre la potència d’inflor del midó

La gelatinització del midó és un procés termodinàmic químic endotèrmic. Therefore, DSC is often used to determine the onset temperature (Dead), peak temperature (To), end temperature (T p), and gelatinization enthalpy of starch gelatinization. (TC). La taula 4.4 mostra les corbes DSC de la gelatinització de midó amb un 2% i sense HPMC afegits per a diferents temps d’emmagatzematge de congelació.




As shown in Table 4.4, for fresh amyloid, with the increase of HPMC addition, starch L has no significant difference, but increases significantly, from 77.530 ± 0.028 (without adding HPMC) to 78.010 ± 0.042 (add 0.5% HPMC), 78.507 ± 0.051 (add 1% HPMC), and 78.606 ± 0.034 (add 2% HPMC), but 4H is significant Decrease, from 9.450 ± 0.095 (without adding HPMC) to 8.53 ± 0.030 (adding 0.5% HPMC), 8.242A: 0.080 (adding 1% HPMC) and 7 .736 ± 0.066 (add 2% HPMC). Això és similar a Zhou, et a1. (2008) found that adding a hydrophilic colloid decreased the starch gelatinization enthalpy and increased the starch gelatinization peak temperature [172]. Això es deu principalment a que l’HPMC té una millor hidrofilicitat i és més fàcil de combinar amb l’aigua que el midó. At the same time, due to the large temperature range of the thermally accelerated gelation process of HPMC, the addition of HPMC increases the peak gelatinization temperature of starch, while the gelatinization Enthalpy decreases.
D'altra banda, la gelatinització de midó a, t p, tc, △ t i △ hall va augmentar amb l'extensió del temps de congelació. Specifically, starch gelatinization with 1% or 2% HPMC added had no significant difference after freezing for 60 days, while starch without or with 0.5% HPMC was added from 68.955±0.01 7 (frozen storage for 0 days) increased to 72.340 ± 0.093 (frozen storage for 60 days), and from 69.170 ± 0.035 (frozen storage for 0 days) to 71.613 ± 0.085 (frozen storage for 0 days) 60 days); Després de 60 dies d’emmagatzematge congelat, la taxa de creixement de la gelatinització de midó va disminuir amb l’augment de l’addició de HPMC, com el midó sense HPMC afegit de 77.530 ± 0,028 (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 81.028. 408 ± 0,021 (emmagatzematge congelat durant 60 dies), mentre que el midó es va afegir amb un 2% de HPMC va augmentar de 78.606 ± 0,034 (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 80,017 ± 0,032 (emmagatzematge congelat durant 60 dies). dies); in addition, ΔH also showed the same change rule, which increased from 9.450 ± 0.095 (no addition, 0 days) to 12.730 ± 0.070 (no addition, 60 days), respectively, from 8.450 ± 0.095 (no addition, 0 days) to 12.730 ± 0.070 (no addition, 60 days), respectively. 531 ± 0,030 (afegiu 0,5%, 0 dies) a 11.643 ± 0,019 (afegiu 0,5%, 60 dies), de 8.242 ± 0,080 (afegiu 1%, 0 dies) a 10,509 ± 0,029 (Afegir 1%, 60 dies), i de 7,736 ± O. 066 (2%addició, 0 dies) va augmentar a 9.450 ± 0,093 (2093 (2093 (20 anys addició, 6093 (2093 (20 anys addició, 6093 (2093 (2%addició, 6093 (2%addició, 6093 (2%addició, 6093 (2%addició. days). Els principals motius dels canvis esmentats anteriorment en les propietats termodinàmiques de la gelatinització de midó durant el procés d’emmagatzematge congelat són la formació de midó danyat, que destrueix la regió amorfa (regió amorfa) i augmenta la cristalinitat de la regió cristal·lina. La coexistència dels dos augmenta la cristalinitat relativa del midó, que al seu torn condueix a un augment dels índexs termodinàmics com la temperatura màxima de gelatinització de midó i l’entalpia de gelatinització. Tanmateix, mitjançant la comparació, es pot trobar que sota el mateix temps d’emmagatzematge de congelació, amb l’augment d’addició de HPMC, l’augment de la gelatinització de midó a, T P, TC, ΔT i ΔH disminueix gradualment. Es pot veure que l’addició de HPMC pot mantenir eficaçment l’estabilitat relativa de l’estructura de cristall de midó, inhibint així l’augment de les propietats termodinàmiques de la gelatinització de midó.
4.3.7 Efectes de l’addició I-IPMC i el temps d’emmagatzematge de congelació sobre la relativa cristalinitat del midó
X. X-ray diffraction (XRD) is obtained by X. X-ray diffraction is a research method that analyzes the diffraction spectrum to obtain information such as the composition of the material, the structure or morphology of the atoms or molecules in the material. Com que els grànuls de midó tenen una estructura cristal·lina típica, XRD s’utilitza sovint per analitzar i determinar la forma cristal·logràfica i la cristalinitat relativa dels cristalls de midó.
Figure 4.6. As shown in A, the positions of the starch crystallization peaks are located at 170, 180, 190 and 230, respectively, and there is no significant change in the peak positions regardless of whether they are treated by freezing or adding HPMC. Això demostra que, com a propietat intrínseca de la cristal·lització de midó de blat, la forma cristal·lina continua sent estable.
Tanmateix, amb la prolongació del temps d’emmagatzematge de congelació, la cristalinitat relativa del midó va augmentar de 20,40 + 0,14 (sense HPMC, 0 dies) a 36,50 ± 0,42 (sense HPMC, emmagatzematge congelat, respectivament). 60 days), and increased from 25.75 + 0.21 (2% HPMC added, 0 days) to 32.70 ± 0.14 (2% HPMC added, 60 days) (Figure 4.6.B), this and Tao, et a1. (2016), les regles de canvi dels resultats de la mesura són consistents [173-174]. The increase in relative crystallinity is mainly caused by the destruction of the amorphous region and the increase in the crystallinity of the crystalline region. In addition, consistent with the conclusion of the changes in the thermodynamic properties of starch gelatinization, the addition of HPMC reduced the degree of relative crystallinity increase, which indicated that during the freezing process, HPMC could effectively inhibit the structural damage of starch by ice crystals and maintain the Its structure and properties are relatively stable.

Fig 4．6 Efecte de l’addició de HPMC i l’emmagatzematge congelat en propietats XRD
Note: A is x. X-ray diffraction pattern; B és el resultat de cristalinitat relativa del midó;
4.4 Resum del capítol
Starch is the most abundant dry matter in dough, which, after gelatinization, adds unique qualities (specific volume, texture, sensory, flavor, etc.) to the dough product. Since the change of starch structure will affect its gelatinization characteristics, which will also affect the quality of flour products, in this experiment, the gelatinization characteristics, flowability and flowability of starch after frozen storage were investigated by examining starch suspensions with different contents of HPMC added. Changes in rheological properties, thermodynamic properties and crystal structure were used to evaluate the protective effect of HPMC addition on starch granule structure and related properties. Els resultats experimentals van demostrar que després de 60 dies d’emmagatzematge congelat, les característiques de gelatinització del midó (viscositat màxima, viscositat mínima, viscositat final, valor de decadència i valor de retrogradació) van augmentar a causa de l’augment significatiu de la cristalinitat relativa del midó i l’augment del contingut del midó danyat. L’entalpia de gelatinització va augmentar, mentre que la força del gel de la pasta de midó va disminuir significativament; however, especially the starch suspension added with 2% HPMC, the relative crystallinity increase and starch damage degree after freezing were lower than those in the control group Therefore, the addition of HPMC reduces the degree of changes in gelatinization characteristics, gelatinization enthalpy, and gel strength, which indicates that the addition of HPMC keeps the starch structure and its gelatinization properties relatively stable.
Capítol 5 Efectes de l’addició d’HPMC sobre la taxa de supervivència del llevat i l’activitat de fermentació en condicions d’emmagatzematge congelat
5.1 Introducció
El llevat és un microorganisme eucariòtic unicel·lular, la seva estructura cel·lular inclou la paret cel·lular, la membrana cel·lular, els mitocondris, etc., i el seu tipus nutricional és un microorganisme anaeròbic facultatiu. Under anaerobic conditions, it produces alcohol and energy, while under aerobic conditions it metabolizes to produce carbon dioxide, water and energy.
Yeast has a wide range of applications in fermented flour products (sourdough is obtained by natural fermentation, mainly lactic acid bacteria), it can use the hydrolyzed product of starch in the dough - glucose or maltose as a carbon source, under aerobic conditions, using Substances produce carbon dioxide and water after respiration. El diòxid de carboni produït pot fer que la massa sigui solta, porosa i voluminosa. At the same time, the fermentation of yeast and its role as an edible strain can not only improve the nutritional value of the product, but also significantly improve the flavor characteristics of the product. Therefore, the survival rate and fermentation activity of yeast have an important impact on the quality of the final product (specific volume, texture, and flavor, etc.) [175].
In the case of frozen storage, yeast will be affected by environmental stress and affect its viability. Quan la velocitat de congelació és massa alta, l’aigua del sistema cristal·litzarà ràpidament i augmentarà la pressió osmòtica externa del llevat, provocant així que les cèl·lules perdin aigua; Quan la velocitat de congelació és massa alta. Si és massa baix, els cristalls de gel seran massa grans i el llevat s’esprimi i la paret cel·lular es danyarà; Tots dos reduiran la taxa de supervivència del llevat i la seva activitat de fermentació. In addition, many studies have found that after the yeast cells are ruptured due to freezing, they will release a reducing substance-reduced glutathione, which in turn reduces the disulfide bond to a sulfhydryl group, which will eventually destroy the network structure of gluten protein, resulting in a decrease in the quality of pasta products [176-177].

5.2 Materials i mètodes
5.2.1 Materials i instruments experimentals

Àngel actiu llevat sec

3M Piece de prova de recompte ràpid de colònies de cinema sòlida
SP. Model 754 Espectrofotòmetre UV

KDC. Centrífuga refrigerada d'alta velocitat de 160 hores

Bds. 200 microscopi biològic invertit

Frabricant
Angel Least Co., Ltd.
Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.
3M Corporation of America
Shanghai Spectrum Scientific Instrument Co., Ltd.



Chongqing Auto Optical Instrument Co., Ltd.
5.2.2 Mètode experimental
5.2.2.1 Preparació del líquid de llevat
Weigh 3 g of active dry yeast, add it to a sterilized 50 mL centrifuge tube under aseptic conditions, and then add 27 mL of 9% (w/V) sterile saline to it, shake it up, and prepare 10% (w/w) yeast broth. Després, es mou ràpidament a. Guardeu -la en una nevera a 18 ° C. After 15 d, 30 d, and 60 d of frozen storage, the samples were taken out for testing. Afegiu un 0,5%, 1%, 2%HPMC (p/p) per substituir el percentatge corresponent de massa de llevat seca activa. En particular, després que es pesi el HPMC, s’ha d’irradiar sota una làmpada ultraviolada durant 30 minuts per a esterilització i desinfecció.
5.2.2.2 Alçada de prova de massa
Vegeu Meziani, et a1. (2012)'s experimental method [17 cited, with slight modifications. Pesa 5 g de massa congelada en un tub colorimètric de 50 ml, premeu la massa a una alçada uniforme d’1,5 cm a la part inferior del tub, després poseu -la vertical en una caixa de temperatura i humitat constant i incubeu -la durant 1 h a 30 ° C i 85% RH, després d’haver -lo tret, mesureu l’alçada de prova de la massa amb un regle mil·límetre (retenir dos dígits després del punt decimal). Per a mostres amb extrems superiors desiguals després de la prova, seleccioneu 3 o 4 punts a intervals iguals per mesurar les seves altures corresponents (per exemple, cada 900) i es van promediar els valors d’alçada mesurats. Each sample was paralleled three times.
5.2.2.3 CFU (unitats de formació de colònies)

5.2.2.4 Determinació del contingut de glutatió

5.2.2.5 Processament de dades
Els resultats experimentals es presenten com a desviació estàndard de la mitjana i cada experiment es va repetir almenys tres vegades. Analysis of variance was performed using SPSS, and the significance level was 0.05. Use Origin to draw graphs.
5.3 Resultats i discussió
5.3.1 Influència de la quantitat d’addició d’HPMC i temps d’emmagatzematge congelat a l’alçada de la prova de la massa
The proofing height of dough is often affected by the combined effect of yeast fermentation gas production activity and dough network structure strength. Entre ells, l’activitat de fermentació de llevats afectarà directament la seva capacitat de fermentar i produir gas, i la quantitat de producció de gasos de llevat determina la qualitat dels productes de farina fermentats, inclosos el volum i la textura específiques. L’activitat de fermentació del llevat es veu afectada principalment per factors externs (com ara canvis en nutrients com ara fonts de carboni i nitrogen, temperatura, pH, etc.) i factors interns (cicle de creixement, activitat dels sistemes enzimàtics metabòlics, etc.).

Fig 5．1 Efecte de l'addició de HPMC i l'emmagatzematge congelat a l'alçada de la prova
Com es mostra a la figura 5.1, quan es congela durant 0 dies, amb l’augment de la quantitat de HPMC afegida, l’alçada de prova de la massa va augmentar de 4,234-0,11 cm a 4.274 cm sense afegir HPMC. -0.12 cm (0.5% HPMC added), 4.314-0.19 cm (1% HPMC added), and 4.594-0.17 cm (2% HPMC added) This may be mainly due to HPMC Addition changes the properties of the dough network structure (see Chapter 2). No obstant això, després d’haver estat congelat durant 60 dies, l’alçada de prova de la massa va disminuir fins a diferents graus. Specifically, the proofing height of the dough without HPMC was reduced from 4.234-0.11 cm (freezing for 0 days) to 3 .18+0.15 cm (frozen storage for 60 days); La massa afegida amb 0,5% de HPMC es va reduir de 4,27+0,12 cm (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 3.424-0,22 cm (emmagatzematge congelat durant 0 dies). 60 dies); La massa afegida amb un 1% de HPMC va disminuir de 4.314-0,19 cm (emmagatzematge congelat durant 0 dies) a 3.774-0,12 cm (emmagatzematge congelat durant 60 dies); Mentre que la massa es va afegir amb un 2% de HPMC. The hair height was reduced from 4.594-0.17 cm (frozen storage for 0 days) to 4.09-±0.16 cm (frozen storage for 60 days). It can be seen that with the increase of the addition amount of HPMC, the degree of decrease in the proofing height of the dough gradually decreases. This shows that under the condition of frozen storage, HPMC can not only maintain the relative stability of the dough network structure, but also better protect the survival rate of yeast and its fermentation gas production activity, thereby reducing the quality deterioration of fermented noodles.




A la figura 5.2 es pot veure que no hi ha cap diferència significativa en el nombre de colònies de llevats en mostres amb diferents continguts de HPMC afegits sense tractament de congelació. Això és similar al resultat determinat per Heitmann, Zannini i Arendt (2015) [180]. However, after 60 days of freezing, the number of yeast colonies decreased significantly, from 3.08x106 CFU to 1.76x106 CFU (without adding HPMC); De 3.04x106 CFU a 193x106 CFU (afegint un 0,5% de HPMC); Reduït de 3.12x106 CFU a 2.14x106 CFU (afegit 1% HPMC); Reduït de 3.02x106 CFU a 2.55x106 CFU (afegit un 2% HPMC). By comparison, it can be found that the freezing storage environment stress led to the decrease of the yeast colony number, but with the increase of HPMC addition, the degree of the decrease of the colony number decreased in turn. Això indica que HPMC pot protegir millor el llevat en condicions de congelació. The mechanism of protection may be the same as that of glycerol, a commonly used strain antifreeze, mainly by inhibiting the formation and growth of ice crystals and reducing the stress of low temperature environment to yeast. Figure 5.3 is the photomicrograph taken from the 3M yeast rapid counting test piece after preparation and microscopic examination, which is in line with the external morphology of yeast.

Fig 5．3 Micrograf de llevats

Glutathione is a tripeptide compound composed of glutamic acid, cysteine and glycine, and has two types: reduced and oxidized. When the yeast cell structure is destroyed and died, the permeability of the cells increases, and the intracellular glutathione is released to the outside of the cell, and it is reductive. Val la pena assenyalar que el glutatió reduït reduirà els enllaços disulfur (-SS-) formats per la reticulació de les proteïnes del gluten, trencant-les per formar grups de sulfhidril lliures (.SH), que al seu torn afecta l’estructura de la xarxa de massa. L’estabilitat i la integritat i, finalment, condueixen al deteriorament de la qualitat dels productes de farina fermentats. Usually, under environmental stress (such as low temperature, high temperature, high osmotic pressure, etc.), yeast will reduce its own metabolic activity and increase its stress resistance, or produce spores at the same time. When the environmental conditions are suitable for its growth and reproduction again, then restore the metabolism and proliferation vitality. Tot i això, alguns llevats amb una mala resistència a l’estrès o una forta activitat metabòlica encara moriran si es mantenen en un entorn d’emmagatzematge congelat durant molt de temps.

Fig 5．4 Efecte de l’addició de HPMC i l’emmagatzematge congelat sobre el contingut de glutatió (GSH)
As shown in Figure 5.4, the glutathione content increased regardless of whether HPMC was added or not, and there was no significant difference between the different addition amounts. This may be because some of the active dry yeast used to make the dough have poor stress resistance and tolerance. Sota la condició de congelació de baixa temperatura, les cèl·lules moren i, a continuació, s’allibera el glutatió, que només està relacionada amb les característiques del llevat en si. Està relacionat amb l’entorn extern, però no té res a veure amb la quantitat d’HPMC afegida. Per tant, el contingut de glutatió va augmentar als 15 dies posteriors a la congelació i no hi va haver cap diferència significativa entre tots dos. No obstant això, amb la més extensió del temps de congelació, l’augment del contingut de glutatió va disminuir amb l’augment d’addició de HPMC i el contingut de glutatió de la solució bacteriana sense HPMC es va augmentar de 2.329A: 0,040mg/ g (emmagatzematge congelat durant 0 dies) va augmentar fins a 3.8514-0.051 mg/ g (emmagatzematge congelat durant 60 dies); Mentre que el líquid de llevat va afegir un 2% de HPMC, el seu contingut de glutatió va augmentar de 2.307+0 .058 mg/g (emmagatzematge congelat durant 0 dies) va augmentar fins a 3.351+0,051 mg/g (emmagatzematge congelat durant 60 dies). Això va indicar que HPMC podria protegir millor les cèl·lules del llevat i reduir la mort del llevat, reduint així el contingut de glutatió alliberat a la part exterior de la cèl·lula. Això es deu principalment a que l’HPMC pot reduir el nombre de cristalls de gel, reduint efectivament l’estrès dels cristalls de gel al llevat i inhibint l’augment de l’alliberament extracel·lular de glutatió.
5.4 Resum del capítol
Yeast is an indispensable and important component in fermented flour products, and its fermentation activity will directly affect the quality of the final product. En aquest experiment, es va avaluar l'efecte protector de HPMC sobre el llevat en el sistema de massa congelada estudiant l'efecte de diferents addicions de HPMC sobre l'activitat de fermentació de llevats, el nombre de supervivència del llevat i el contingut de glutatió extracel·lular en la massa congelada. Mitjançant experiments, es va trobar que l’addició de HPMC pot mantenir millor l’activitat de fermentació del llevat i reduir el grau de disminució de l’altura de prova de la massa després de 60 dies de congelació, proporcionant així una garantia per al volum específic del producte final; in addition, the addition of HPMC effectively The decrease of yeast survival number was inhibited and the increase rate of reduced glutathione content was reduced, thereby alleviating the damage of glutathione to dough network structure. Això suggereix que HPMC pot protegir el llevat inhibint la formació i el creixement dels cristalls de gel.